工程流體力學-研-2007

哈爾濱工業(yè)大學第1頁共6頁二00七年碩士研究生考試試題考試科目： 工程流體力學 報考專業(yè)：動力工程及工程熱物理考試科目代碼：[420]考生注意：答案務必寫在答題紙上，并標明題號。答在試題上無效。該試卷包含工程流體力學（90分）必選部分和傳熱學（60分）、空氣動力學（60分）、燃燒學（60分）3門課程任選其一，滿分150分。題號12345678總分分數(shù)工程流體力學（90分）（必選）一、 解釋下列概念（20分）旋轉角速度、角變形速度動能修正因數(shù)、動量修正因數(shù)時間平均流速、斷面平均流速恒定流動、緩變流動點源、點匯二、 推求不可壓縮流體恒定流動的動量方程（15分）三、 推求圓管層流的速度分布規(guī)律，并求通過圓管中的流量及沿程阻力損失因數(shù)。（15分）四、 推導說明圓柱外伸管嘴出流流量增大的原因（10分）五、 有長為L,直徑為D的圓柱體，在圖示位置上恰好處于平衡狀態(tài)。不計摩擦力，試計算1.圓柱體的重量；2.對壁面的作用力。（15分）

傳熱學試題（60分）任選之一t1一、如圖所示的平板穩(wěn)態(tài)導熱問題，平板兩側的t1表面溫度分別為八r（r>r）;平板的導12 12熱系數(shù)隨溫度變化，即人=人。（1+at）,、為溫度t時材料的導熱系數(shù)。試分析說明：a=0、a>0和a<0三種情況分別對應圖中三條曲線的哪一條？（9分）二、一半徑為，的長實心圓柱體，內部發(fā)熱強度沿徑向非均勻，其內熱源強度為0吊（r）=吊（1+Br），吊、B為常數(shù)；外表面溫度均勻為t。0 0 0（1） 試導出圓柱體內的一維徑向穩(wěn)態(tài)導熱微分方程，并給出邊界條件；10分）（2） 根據(jù)微分方程與邊界條件導出圓柱體內的溫度分布表達式。（5分）三、已知一邊界層對流換熱的能量微分方程為U竺+V竺=a值，其中U、V分dxdydy2別為x、y方向的速度分量，T為溫度，a是熱擴散率。（1） 試分析說明該能量微分方程的前提條件；（5分）（2） 試由該能量微分方程導出所包含的相似特征數(shù)。（9分）四、某固體表面的光譜發(fā)射率與表面溫度T無關，隨波長變化關系如下式：0.5,X<2hm%=< -X[0.9,X>2hma） .試利用黑體輻射函數(shù)給出該表面全波長發(fā)射率隨溫度變化關系的表達式。b） .若有一溫度為t的黑體照射該固體表面，寫出此時該表面的全波長吸收率表達式。（6分）四、某固體表面的光譜發(fā)射率與表面溫度t無關，隨波長變化關系如下式:eX=ia） .試利用黑體輻射函數(shù)給出該表面全波長發(fā)射率隨溫度變化關系的表達式。（6分）b） .若有一溫度為t的黑體照射該固體表面，寫出此時該表面的全波長吸收率表達式。（6分）五、某半導體芯片的總功率為0體積為叭導熱系數(shù)為X、密度為p、比熱為c；表面向溫度為的冷氣流散熱，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h。已知芯片未工作時的溫度均勻，與環(huán)境氣流溫度相同。為數(shù)值求解芯片開始工作后的瞬態(tài)溫度分布，建立如圖所示的離散網(wǎng)格，試建立求解表面節(jié)點溫度tm1的隱式離散方程。（10分）空氣動力學試題（60分）任選之二 第5頁共6頁給出附面層發(fā)生分離的條件，并給出附面層發(fā)生分離的過程。（20分）對于一漸縮噴管，已知P*=10bar,T*=1050K,比熱比k=1.4,出口截面積為0.1m2,出口背壓為4bar,若K=f（k）=0.04。請給出出口截面上的速度及噴管的流量。（20分）推導音速公式（20分）燃燒學試題（60分）任選之三 第2頁共6頁解釋下列專業(yè)名詞（15分）：（1） 化合物的生成焓；（2） 理論燃燒溫度；（3） 火焰?zhèn)鞑ニ俣?；?） 燃料的高位發(fā)熱量；（5） 比表面積。說明下列概念（20分）：（1） 阿累尼烏斯定律；（2） 擴散火焰和預混火焰；（3） 影響熱力著火的著火溫度的主要因素；（4） 鏈鎖反應。在研究碳的燃燒過程中，根據(jù)燃燒條件不同可分為幾個燃燒特性區(qū)，在不同的燃燒特性區(qū)如何強化燃燒過程？（7分）利用非絕熱條件下謝苗諾夫熱自燃理論分析燃料發(fā)熱量對著火的影響。（8分）假定：1）油滴為均勻對稱的球體；2）油滴隨風飄動，與空氣沒有相對運動；3）燃燒進行得很快，火焰面很??；4）油滴表面溫