2009年哈工大动力工程与工程热物理硕士研究生入(4)

传热系数为 h。试建立数值求解边界节点温 度 TM ,n 的离散方程。 (13 分)

3、如图为某常物性不可压缩流体沿大平板的层流稳态边界层对流换热，由于粘度耗散，

u W 在边界层内产生了强度为 v 3 的内热源。已知来流速度与温度分别为 y m u 、T ,平板温度为 Tw ,流体的密度、定压比热容、导热系数与动力粘度分别为

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、c p、 、 。y、v u 、T x、u Tw (题 3 图) 第 6 页 共 8 页

(1) 试写出求解该对流换热问题的完整数学描述(8 分) ; (2) 试由其能量微分方程导出相似特征数，并说明其含义(9 分) ; (3) 若 Tw > T ,分析指出平板表面的热流密度方向(3 分) 。

4、 实际物体表

面通常不是严格意义的灰体， 但在计算辐射换热时， 有时可以近似为灰体。 对温度为 T1、T2 的两辐射换热表面 A1、A2,其角系数为 X1,2。 (1) 试说明如何判断这两个表面是否可作为灰体处理？(6 分) (2) 若这两个表面可作为灰体处理， 试利用网络法求这两个灰体表面间的辐射传热量， 用到的其它符号可自行设定； (6 分) (3) 试说明上面求出的辐射传热量是否是二者的净辐射传热量。 (3 分)

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空 气 动 力 学 试题(60 分)任选之三一、判断下列问题的正误并说明原因(1) “只有在等熵流动过程中，总压才保持不变”。 (7 分) (2) “只有当流动达到临界状态时才存在临界参数”。 (7 分) (3) “只要流动是绝能的，总温就保持不变”。 (7 分) (4) “不可压流体可表述为

D 0 ,即流场中密度处处相等”(7 分) Dt

(5) “ V =0 意味着流体微团在运动过程中不发生变形”(7 分)

二、 用特征线说明右图所示的流动中， 所 有可能出现的马赫波及流场参数 (压力与 速度)的变化情况。其中， d 为无限小 的转折角。 (10 分)

d

三、一渐缩喷管，已知 P* =10bar, T * =1050K,比热比 k =1.4,出口截面积为 0.1 m 2 ,出 口背压为 4bar,若 K f (k ) 0.04。请给出出口截面上的速度及喷管的流量。 (8 分)

四、知涡轮的进口燃气总温为 1200K,涡轮出口燃气总温为 1000K,求每千克燃气通过 涡轮对外界所作的机械功是多少？如果燃气流量为 13.3Kg/s,Cp=1.16KJ/(Kg.k),求涡轮 的功率。 (7 分)

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燃 烧 学 试题(60 分)任选之四一、解释下列专业名词和概念(15 分) : (1) 化合物的标准反应焓； (2) 燃料的低位发热量； (3) 过量空气系数； (4) 斯蒂芬流； (5) 油滴扩散燃烧的直径平方-直线定律。 二、简答题(20 分) : (1) 简述抑制燃烧过程中热力型 NOx 生成的措施； (2) 简述热力着火和链式着火的区别； (3) 碳燃烧反应控制区的分类和特点； (4) 列举三种工程上的火焰稳定方法。 三、对于成分确定的预混可燃气体，应用层流火焰传播理论分析，为了提高预混可燃气 的火焰传播速度，可以采取哪些措施？(7 分)

四、在存在散热的闭口系统中，燃气和空气均匀混合。应用谢苗诺夫的非稳态着火理论， 画图分析如果外界环境温度降低，对着火过程将产生什么影响？(8 分)

五、假定：1)碳球为均匀对称的球体；2)碳球随风飘动，与空气没有相对运动；3)燃 烧进行得很快，火焰面很薄；4)忽略对流与辐射换热；5)忽略碳球周围的温度场不均 匀对热导率、 扩散系数的影响； 6) 忽略斯蒂芬流。 推导单颗粒纯碳

燃尽时间的计算模型。

(10 分)