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气体动力循环 动力循环研究目的和分类 气体动力循环分类 气体动力循环分类 气体动力循环分类 动力循环研究方法 活塞式内燃机动力循环 四冲程高速柴油机工作过程 四冲程高速柴油机工作过程 四冲程高速柴油机的理想化 理想混合加热循环（萨巴德循环） 理想混合加热循环的计算 定义几个指标性参数 理想混合加热循环的计算 理想混合加热循环的计算 定压加热循环（狄塞尔循环
定压加热循环的计算 定容加热循环（奥托循环
定容加热循环的计算 定容加热循环的计算 定容加热循环的计算 活塞式内燃机循环比较 和
相同 燃气轮机循环（布雷顿循环） 布雷顿循环的T-s 和 p-v 图 布雷顿循环的计算 勃雷登循环热效率的计算 勃雷登循环热效率的计算 勃雷登循环净功的计算 对净功的影响 对净功的影响 最佳增压比
（w净）的求解 燃气轮机的实际循环 燃气轮机的实际循环的净功 燃气轮机的实际循环的热效率 影响燃气机实际循环热效率的因素 和 的关系 第八章
完End of Chapter 8 T s 1 2 3 4 定义： 循环增温比 T s 1 2 3 4 3’ 4’ 当 不变 不变 但T3 受材料耐热限制 T s 当 不变 太大 太小 存在最佳 ，使 最大 T s 令 最大循环净功 T s 1 2 3 4 压气机：不可逆绝热压缩 燃气轮机：不可逆绝热膨胀 2’ 4’ 定义： 压气机绝热效率 燃气轮机相对内效率 T s 1 2 3 4 2’ 4’ 净功 吸热量 T s 1 2 3 4 2’ 4’ 热效率 ? ? 一定， ? 一定，有最佳 ? 右移 * Gas Power Cycle 动力循环：工质连续不断地将从高温热源取得的热量的一部分转换成对外的净功 按工质 气体动力循环：内燃机 蒸汽动力循环：外燃机 空气为主的燃气 按理想气体处理 水蒸气等 实际气体 研究目的：合理安排循环，提高热效率 interna
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&& 布雷顿制冷循环
布雷顿制冷循环
日期: 12:03:10 来源:来自网络 查看:[大 中 小] 作者：椴木杉 热度：
等熵膨胀制冷
高压气体绝热可逆膨胀过程，称为等熵膨胀。气体等熵膨胀时，有功输出，同时气体的温度降低，产生冷效应。这是获得制冷的重要方法之一，尤其在低温技术领域中。常用微分等熵效应 来表示气体等熵膨胀过程中温度随压力的变化，其定义为：
因 总为正值，故气体等熵膨胀时温度总是降低，产生冷效应。
对于理想气体，膨胀前后的温度关系是：
由此可求得膨胀过程的温差
对于实际气体，膨胀过程的温差可借助热力学图查得，如图1所示。
图 1 等熵过程的温差
由于等熵膨胀过程有外功输出，所以必须使用膨胀机。当气体在膨胀机内膨胀时，由于摩擦、漏热等原因，使膨胀过程成为不可逆，产生有效能损失，造成膨胀机出口处工质温度的上升，制冷量下降。工程上，一般用绝热效率来表示各种不可逆损失对膨胀机效率的影响，其定义为：
即为膨胀机进出口的实际比焓降&Dhpr与理想焓降（即等熵焓降）&Dhid之比。目前，透平式膨胀机的效率可达到0.75～0.85，活塞式膨胀机的效率达0.65～0.75。
比较微分等熵效应和微分节流效应两者之差为：
因为&始终为正值，故&s＞&h。因此，对于气体绝热膨胀，无论从温降还是从制冷量看，等熵膨胀比节流膨胀要有效得多，除此之外，等熵膨胀还可以回收膨胀功，因而可以进一步提高循环的经济性。
以上仅是对两种过程从理论方面的比较。在实用时尚有如下一些需要考虑的因素：（1）节流过程用节流阀，结构比较简单，也便于调节；等熵膨胀则需要膨胀机，结构复杂，且活塞式膨胀机还有带油问题；（2）在膨胀机中不可能实现等熵膨胀过程，因而实际上能得到的温度效应及制冷量比理论值要小，这就使等熵膨胀过程的优点有所减小；（3）节流阀可以在气液两相区工作，但带液的两相膨胀机（其带液量尚不能很大）；（4）初温越低，节流膨胀与等熵膨胀的差别越小，此时，应用节流较有利。因此，节流膨胀和等熵膨胀这两个过程在低温装置中都有应用，它们的选择依具体条件而定。
单一气体工质布雷顿循环
布雷顿(Brayton)制冷循环又称焦耳(Joule)循环或气体制冷机循环，是以气体为工质的制冷循环，其工作过程包括等熵压缩，等压冷却，等熵膨胀及等压吸热四个过程，这与蒸气压缩式制冷机的四个工作过程相近，两者的区别在于工质在布雷顿循环中不发生集态改变。历史上第一次实现的气体制冷机是以空气作为工质的，称为空气制冷机。除空气外，根据不同的使用目的，工质也可以是CO2，N2，He 等气体。
（1）无回热气体制冷机循环
图2示出无回热气体制冷机系统图。气体由压力p0被压缩到较高的压力pc，然后进入冷却器中被冷却介质（水或循环空气）冷却，放出热量Qc，而后气体进入膨胀机，经历作外功的绝热膨胀过程，达到很低的温度，又进入冷箱吸热制冷。循环就这样周而复始地进行。
在理想情况下，我们假定压缩过程和膨胀过程均为理想绝热过程，吸热和放热均为理想等压过程（即没有压力损失），并且换热器出口处没有端部温差。这样假设后的循环称为气体制冷机的理论循环，其压容图及温熵图如3所示。图中T0是冷箱中制冷温度，Tc是环境介质的温度，1－2是等熵压缩过程，2－3是等压冷却过程，3－4是等熵膨胀过程，4－1是在冷箱中的等压吸热过程。
无回热气体制冷机系统图（点击放大） 理论循环P-v图与T-s图 （点击放大）
图2 无回热气体制冷机系统图 图3 无回热气体制冷机理论循环p－v图与T－s图
I－压缩机 II－冷却器 III－膨胀机 IV－冷箱
现在进行理论循环的性能计算。单位制冷量及单位热负荷分别是
单位压缩功和膨胀功分别是
从而可以计算出循环消耗的的单位功及性能系数
气体按理想气体处理时
则上式可简化为
由式（12）可以看出，无回热气体制冷机理论循环的性能系数与循环的压力比或压缩机的温度比 、膨胀机的温度比 有关。压力比或者温度比越大，循环性能系数越低。因而为了提高循环的经济性应采用较小的压力比。
因为热源温度是恒值，此时可逆卡诺循环的性能系数为：
因此上述理论循环的热力完善度为
由于 小于 ，所以无回热气体制冷机理论循环的性能系数小于同温限下的可逆卡诺循环的性能系数，即 & 。这是因为在 和 不变的情况下，无回热气体制冷机理论循环冷却器中的放热过程2－3和冷箱中的吸热过程4－1，具有较大的传热温差，因而存在不可逆损失。压力比越大则传热温差越大，不可逆损失越大，循环的制冷系数越小，循环的热力完善度也越低。
由式（12）可以看出，当 及 给定时， 将保持不变；但随着 的降低（或 的升高）可逆卡诺循环的性能系数 将下降，使气体制冷机理论循环的热力完善度提高。因此，用气体制冷机制取较低的温度时效率较高。
实际循环中压缩机与膨胀机中并非等熵过程，换热器中存在传热温差和流动阻力损失，这些因素使得实际循环的单位制冷量减小，单位功增大，性能系数与热力完善度降低，并引起循环特性的某些变化。
（2）定压回热气体制冷机循环
在分析无回热气体制冷机的理论循环时得出结论：理论循环的性能系数随压力比 / 的减小而增大，所以适当的降低压力比是合理的。但是由于环境介质温度是一定的，降低压力比将使膨胀后的气体温度升高，从而降低了循环的单位制冷量，同时也限制了制冷箱温度的降低。应用回热原理，可以既克服了上述缺点，又达到了降低压力比的目的。所谓回热就是把由冷箱返回的冷气流引入一个热交换器―回热器，用来冷却从冷却器来的高压常温气流，使其温度进一步降低，而从冷箱返回的气流则被加热，温度升高。这样就使压缩机的吸气温度升高，而膨胀机的进气温度降低，因而循环的工作参数和特性发生了变化。
图4为定压回热式气体制冷机的系统图及其理论循环的T-s图。图中1－2和4－5是压缩和膨胀过程；2－3和5－6是在冷却器中的冷却过程和及冷箱中的吸热过程；3－4和6－1是在回热器中的回热过程。图4b中还表示出了工作于同一温度范围内具有相同制冷量的无回热循环6－7－8－5－6。显然两个循环具有相同的工作温度和相等的单位制冷量，但定压回热循环的压力比，单位压缩功和单位膨胀功都比无回热循环的小得多。现在进行定压回热理论循环的计算。
图4（ａ）定压回热气体制冷机系统图(点击放大) 图4（b) 定压回热气体制冷机循环的T-s图
理论循环制冷系数
理论回热循环的性能系数可表示为：
由式（15）可以看出，回热循环1-2-3-4-5-6与无回热循环6－7－8－5，两者不单有相同的工作温度范围和相等的单位制冷量，而且理论性能系数的表达式也相同。但这并不能说明两种循环是等效的，因为回热循环压力比小，不仅可以减小了压缩机和膨胀机的单位功，而且减小了压缩过程，膨胀过程和热交换过程的不可逆损失，所以回热循环实际性能系数比无回热循环大，特别是应用高效透平机械后，制冷机经济性大大提高。当制取－80℃以下低温时，定压回热气体制冷机的热力完善度超过了各种型式的蒸气压缩式制冷机。但是到目前为止，定压回热气体制冷机的应用还是很不普遍，这是因为它的热交换设备比较庞大，而且，当应用透平机械时只适用于大型的制冷装置。
混合工质布雷顿循环
（1）循环的组成
利用混合物做工质，将布雷顿制冷循环和朗肯循环（蒸气压缩式循环）有机结合在一起，可以构成新的热力循环，称之为混合工质布雷顿制冷循环，简称为混合工质制冷循环。它由四个基本过程组成：等熵压缩，在压缩器中完成；等压排热，在热交换器中完成；等熵膨胀，在膨胀器中完成；等压吸热，直接由气流或者通过热交换器进行。图5为混合工质循环的的流程图。
图5 混合工质循环流程图
气流在压缩器前的①点处于饱和状态（先按相变成分为水来介绍），由雾化喷嘴喷出的雾状水，使得气流在①'点时变成过饱和状态，然后进入压缩器中。气流在被压缩过程中产生的压缩热使得雾状水迅速气化。因为气化需要吸收潜热，所以压缩过程在较低的温度下进行，其排气温度要比压缩干空气时的温度低的多。在不考虑气流和外界进行的热交换及系统内部各种损失所加给气流的热量时，混合工质的压缩过程为多变压缩过程，多变指数小于k值。压缩器喷水量增多时，排气温度降低，压缩功减少。但当压缩器排气达到饱和状态时再增大喷水量，则排气温度的降低和压缩功的减少程度较微。一般压缩器喷水至②点排气达到饱和状态。
在热交换器Ⅰ中，饱和的气流被冷却流体带走热量而冷却。在降温过程中，水蒸气要冷凝，并放出潜热。冷凝水被收集起来，靠自身的压力或水泵驱动而送到雾化喷嘴。分离出冷凝水后的气流，在③点处于该处温度下的饱和状态。这时向进入膨胀器前的气流喷入雾化水，使之达到③'点时达到过饱和状态，然后进入膨胀器。
在膨胀器中，气体由于膨胀而降温，有一部分水蒸气要冷凝为水，并在温度进一步降到冰点以下时，凝结为冰粒或者雪花。因为水的冷凝而在膨胀器中放出气化潜热和融化热。使得整个气流温度比干空气膨胀时有所提高，气流膨胀程度也随着增加，所以膨胀器所回收的膨胀功也增大。但出口④点气流混合物的总焓值仍比干空气膨胀时小。
气流经过④点进入负载热交换器Ⅱ中。在负载热交换器中，气流吸收热量，温度升高和所含的冰融化，并有部分的水气化。融化的水被收集，并用泵提高压力后输送到雾化喷嘴。在负载热交换器的出口，气流为当地温度下的饱和状态，即①点状态，这样便完成了整个热力循环。
（2）热力循环分析
混合工质制冷循环可以视为朗肯（Rankine）循环和布雷顿循环的组合循环。当相变成分为零时，混合工质循环变为布雷顿循环；当气体成分为零时，该循环变为朗肯循环。下面分析该循环的每一个基本过程，并和朗肯循环及布雷顿循环进行比较。为了方便地分析混合工质的状态，且又能定性的说明问题，下面的分析均以气体成分为对象，并认为相变成分的变化只是对气体成分的状态参数发生影响。
①压缩过程
图6为压缩过程的P-v图，其中1－2'为无相变成分时的压缩过程线；1－2为有相变的成分时的压缩过程线。如图所示的&2＜&2'是由于在相同的压缩比下，相变成分的气化吸热，使得排气温度降低所造成的。由图可见：压缩过程1－2所需的压缩功（1－1－b－a面积）小于压缩过程1－2'所需的压缩功（1－2'－b－a面积）。1－2'为布雷顿循环及朗肯循环的压缩过程线；1－2为混合工质循环的压缩过程线。
②等压排热过程
图7为等压排热过程的T-S图，图中2'－3为布雷顿循环的等压排热过程线；2－3为混合工质循环的等压排热过程线；2'－2'''－3为朗肯循环的等压排热过程线；2''－ 3为卡诺循环的等压排热过程线。由图中可见，在得到相同的制冷量（面积4－a－b－1）的情况下，所需的循环功（只考虑等压排热过程的影响）为：布雷顿循环最大（面积1－2'－3－4）；其次是混合工质循环（面积1－2－3－4）；再其次是朗肯循环（面积1－2'－2'''－3－4）；卡诺循环最小（面积1－2''－3－4）。
图6 压缩过程的P－v图
图7 等压排热过程的T－s图
③膨胀过程
图8为膨胀过程的P-v图，图中3－4'为布雷顿循环的膨胀过程线；3－4为混合工质循环的膨胀过程线。由图可见：&4'＜&4，混合工质循环的膨胀功（面积c－d－3－4）大于布雷顿循环的膨胀功（面积c－d－3－4'）。朗肯循环的膨胀过程在节流元件（膨胀阀、毛细管等）中完成，其理想情况为等焓膨胀，对外部不做功。
图8 膨胀过程的P－v图
图9 等压过程的T－s图
④等压吸热过程
图9为等压吸热过程的T-S图，图中4''－1为卡诺循环的等压吸热过程线；4－1为混合工质循环的等压吸热过程线；4'－1为布雷顿循环的等压吸热过程线。由图可见：对于制冷量，卡诺循环（和朗肯循环相等，面积为4''－a－b－1）最大，混合工质循环其次，布雷顿循环最少。对于获得相同制冷量所需的循环功（仅考虑等压吸热的影响），卡诺循环（朗肯循环）最少，混合工质循环其次，布雷顿循环最大。
从上述对于几个基本过程的分析中可见：和布雷顿循环相比，混合工质循环的压缩功少，膨胀功大，等压吸、排热过程的不可逆损失小。所以，混合工质循环的理论性能系数比布雷顿循环要大。从分析中还可见：和朗肯循环相比，混合工质循环等压吸、排热过程的不可逆损失较大；朗肯循环的膨胀过程对外部不做功，并且压缩过程为绝热压缩，过程指数为k值。因为常用的氟利昂类制冷工质的k值较小，所以在相同的压缩比时，朗肯循环的压缩功并不大。虽然混合工质循环的理论性能系数在使用温度高于某一数值时低于朗肯循环，但因为性能系数随着使用温度的降低，较平缓地减小，所以使用温度在低于某一数值时，混合工质循环的性能系数将高于朗肯循环。当膨胀器进口不向气流喷水时，该温度值为－25℃左右；当膨胀器进口喷水时，该数值则在－20℃左右（混合工质循环压缩比为3）。
（2）制冷工质
混合工质循环所用的制冷（热）工质应包含气体成分和相变成分两部分。相变成分可以是一种或者两种物质。制冷工质应当满足下述必要条件：
1） 气体成分在整个循环中只发生状态变化，不发生相变；
2） 在循环的某一过程中，相变成分应发生所要求的相变；
3） 气体成分和相变成分之间及相变成分之间不应发生化学反应。
实际选用相变成分时还应考虑另一些条件，如相变物质在压缩过程中的气化量和在等压排热过程中的冷凝量要大。这就要求在压缩和冷凝过程的温度范围内，饱和的相变成分含量的变化要大；相变成分气化及融化潜热要大；使用温度应高于凝固点；粘度小、价格便宜、对机器不腐蚀、无污染和安全性好等。
目前，对于空调和普冷领域大多用空气和水组成的混合成分做制冷工质。这是因为这两种物质最容易获得，且水的气化潜热很大，又易于雾化的缘故。
混合工质循环理论性能系数较高、制冷工质易于获得，且成本低、对环境和大气无污染。采用混合工质循环的混合工质制冷机和热泵，还具有实际性能系数较高、转速低、功率输入容易、使用和维护简便、寿命长、成本低等优点。目前，混合工质制冷循环已成功的用于飞机环境控制系统和低温气流供给系统，并发展了许多实用流程。
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brayton refrigeration cycle
布雷顿制冷循环的
基于3个网页-
摘 要 本文介绍了逆布雷顿循环空气制冷机的基本原理和实际流程；
The basic principle and the actual flow of the reverse-Brayton air Refrigerator have been presented.
同时 ，对 逆布雷顿 循环低温制冷机的研究有利于空间和宇航制冷技术的发展。
The research of Reverse Brayton cycle cryogenic refrigerator will prompt the development of space technology.
基于统计力学的性质推导出了顺磁系统的热力学关系，并构建了以满足居里定律的顺磁材料为工作物质的一般磁布雷顿制冷循环模型。
Using the paramagnetic salt restricted to the Curie law as the working substance, a general model of magnetic Brayton refrigeration cycle is established.
$firstVoiceSent
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感谢您的反馈，我们会尽快进行适当修改！2014年硕士研究生入学考试科目《飞行器设计基础》考试大纲
《飞行器设计基础》科目满分为150分。本科目有三套试卷，这三套试卷分别对应三个方向：
（1）&&&&&& 飞行器设计方向
（2）&&&&&& 航空宇航信息与控制方向
（3）&&&&&& 推进系统设计方向
考生可选择其中一个方向考试，每个方向的分值都为150分。
飞行器设计方向分为两个部分，第一部分为《航空航天概论》考试内容，满分值为50分。第二部分的满分值为100分，分为三个方向：气动方向、结构方向、人机环方向。这三个方向的分值都为100分。考生可以从气动、结构、人机环这三个方向中选择一个方向答题。
航空宇航信息与控制方向的考试内容为A卷《自动控制原理》。
推进系统设计方向有两套试卷：A卷（航空燃气轮机原理）、B卷（工程热力学）。
各个方向详细的考试范围介绍如下。
（1）飞行器设计方向& （满分150分）
第一部分：航空航天概论（满分50分）
参考书目：
王云主编，《航空航天概论》，北京航空航天大学出版社
考试内容：
1.&&&&&&&& 航空航天发展史
2.&&&&&&&& 奋进中的中国航空航天
3.&&&&&&&& 飞行原理
4.&&&&&&&& 世界名机赏析
第二部分& （满分100分）
在气动、结构、人机环三个方向中选出一个方向进行答题，每个方向分值都为100分。
气动方向（满分100分）
参考书目：
1. 钱翼稷，&空气动力学&，北京航空航天大学出版社，2004
2. 徐华舫，&空气动力学基础&，北京航空航天大学出版社，1987
3. John D. Anderson, Jr., &Fundamentals of Aerodynamics&，Third Edition, International Edition. Mechanical Engineering Series, New York: McGaw-Hill, 2001
根据本专业教学及专业特点，对考试范围作以下要求：
1. 空气动力学的分类，流动的类型；量纲分析，Buckingham Pi 定理；流动相似准则。
2. 空气动力学中的一些基本准则和公式；矢量分析和场论；流体模型：控制体和流体微团；连续方程、动量方程、能量方程，动量方程的应用；用实质导数表达的基本方程；流动的迹线和流线；旋转角速度、旋度、变形角速度，环量；流函数、势函数，流函数势函数的关系。
3. 不可压无粘流基础；Bernoulli方程及其应用；不可压流中的速度边界条件；不可压无旋流的控制方程：Laplace方程；基本流动：均直流、源汇、偶极子和点涡，流动叠加；绕圆柱有升力流动；Kutta-Joukovski定理。
4. 绕翼型的不可压流；翼型的几何描述术语、翼型的气动力特性；低速绕翼型流动解的基本原则：涡面；库塔条件；经典薄翼理论：对称翼型和有弯度翼型。
5. 绕有限翼展的不可压无粘流；下洗和诱导阻力；涡线及Biot-Savart定理、Helmholtz定理；Prandtl经典升力线理论；椭圆翼载荷分布的特点。
6. 压缩性的定义；热力学第一定律、第二定律及其应用，熵的概念。音速的定义及计算公式推导。
7. 等熵关系式，滞止参数与静参数的关系。
8. 正激波、斜激波关系式，Prandtl-Meyer膨胀波。
9. 等熵准一维管道流动。
10. 线性化速度势方程；压缩性修正；临界马赫数。
11. 线化超音速小扰动流；超音速薄翼型的升力系数及阻力系数计算。
结构方向（满分100分）
参考书目：
史治宇，丁锡洪. 飞行器结构力学，国防工业出版社，2013
考试内容：
1.&&&&&&&& 弹性力学基本公式与原理
2.&&&&&&&& 静定结构弹性位移计算
3.&&&&&&&& 板杆式薄壁结构内力计算
4.&&&&&&&& 薄壁梁结构内力计算
5.&&&&&&&& 结构稳定性计算
人机环方向（满分100分）
《自动控制原理（第五版）》胡寿松主编，科学出版社，2007年
复习范围：
经典控制部分
自动控制系统的基本概念；&&&
系统微分方程式的建立；&
传递函数的定义及求取方法；
方块图变换的基本法则，转换为信号流图的方法；&
用梅逊公式求取系统变量间的传递函数；&
实际物理系统（机电系统）数学模型建立；&
反馈控制系统稳定的基本概念；&
劳斯判据的应用；&
反馈控制系统稳态误差的概念及求取；&
控制系统动态性能指标的定义；&
一阶、二阶系统动态性能指标的求取；&
控制系统根轨迹的绘制；&
利用根轨迹进行系统分析及计算系统性能指标；
频率特性的定义，求法；&
极坐标图及伯德图的绘制；&
利用奈氏判据判别系统稳定性；&
频域性能指标的定义及求取；&
最小相位系统的判断；
现代控制部分：&
线性定常系统的状态空间描述、坐标变换（线性变换）及状态方程求解；
线性定常系统的能控性与能观性，标准型以及能控性与能观性分解；
状态空间描述与传递函数的关系，单变量系统的状态空间实现；
单变量系统的极点配置及观测器设计
（2）航空宇航信息与控制方向& （满分150分）
2014年，航空宇航信息与控制方向只考A卷（自动控制原理）。
一、&&& 考试范围
经典控制理论:掌 握自动控制的基本概念，理解自动控制系统的基本要求（稳定性、稳态性能、动态性能）；对自动控制系统的基本工作原理、数学模型有明确的了解，掌握如何建立 控制系统的时域和复数域的数学模型，熟练掌握利用梅森增益公式写出系统传递函数；熟练掌握自动控制系统的分析方法，包括时域法、频域法、根轨迹法，以及系 统对应在时域、复域和频域的动态性能指标及相互关系；掌握使用稳定性判据判定系统稳定性，掌握劳斯判据的应用；掌握频率特性求解方法，绘制开环幅相频 （Nyquist）曲线和开环对数频率（Bode）曲线，掌握依据奈氏判据和对数频率稳定判据分析闭环系统稳定性方法；掌握P、I、D环节的基本控制规 律，理解其在改善系统性能中的作用，掌握超前网络、滞后网络、超前－滞后网络等串联校正的特点；能够根据对系统提出的性能指标要求进行系统综合与校正。
二、&&& 考试题型与分值
1.&&&& 概念及名词解释（5&2分=10分）
2.&&&& 填空题（20&2分＝40分）
3.&&&& 简答题（5&4分＝20分）
4.&&&& 综合题（5小题，共80分）
三、&&& 指定参考教材
1.&&&& 《工业控制基础》& 清华大学出版社&& 田作华等
2.&&&& 《自动控制原理与设计》(第5版)，Gene F.Franklin 李中华译 人民邮电出版社
（3）推进系统设计方向& （满分150分）
&&& 推进系统设计方向分为A卷（航空燃气轮机原理）与B卷（工程热力学）。
推进系统设计方向
A卷（航空燃气轮机原理）
参考书目：
《航空燃气轮机原理》 彭泽琰等，国防工业出版社 2008；
只考第一篇航空叶片机原理，重点在轴流压气机部分。
第一篇　航空叶片机原理
　第一章　绪论
第一节　叶片机概念和叶片机的主要形式
第二节　航空叶片机的发展概况
思考和练习题
　第二章　气体在叶片机内运动应遵循的基本方程
第一节　连续方程
第二节　能量守恒方程（热焓形式的能量方程）
第三节　热力学第一定律方程
第四节　机械能形式的能量方程（广义伯努利方程）
第五节　动量守恒方程（欧拉方程）
第六节　动量矩方程
思考和练习题
　第三章　轴流式压气机工作原理
第一节　压气机中的气动热力过程
第二节　多级轴流式压气机的分解研究方法
第三节　基元级的速度三角形
第四节　在基元级中对气流的加功和增压
第五节　压气机叶栅的基本参数
第六节　轴流式压气机级的工作原理
第七节　轴流式压气机超声速级和跨声速级的特点
第八节　多级轴流式压气机
第九节　轴流式压气机新技术的发展和应用
思考和练习题
　第四章　轴流压气机的非设计和非稳定工况
第一节　引言
第二节　单级轴流压气机特性
第三节　多级轴流式压气机特性的特点
第四节　压气机的相似准则和轴流压气机的通用特性
第五节　压气机的非稳定工况与进口流场畸变
思考和练习题
　第五章　离心式压气机
第一节　离心式压气机的基本组成部分和工作概况
第二节空气在进气装置中的流动
第三节　空气在工作轮中的流动
第四节　空气在扩压器中的流动
第五节　离心式压气机的损失和效率
思考和练习题
　第六章　涡轮
第一节　涡轮的基元级
第二节　涡轮级和多级涡轮
第三节　涡轮特性
第四节　涡轮部件的材料、工艺和冷却
第五节　径流式涡轮
第六节　涡轮新技术的发展和应用
思考和练习题
推进系统设计方向
B卷（工程热力学）
参考书目：
1.《工程热力学》沈维道 童钧耕第四版，高教出版社；
2.《工程热力学学习辅导与习题解答》童钧耕 第1版或第2版， 高教出版社
第一部分 基本概念及定义
系统、外界、边界；开口系（控制容积）、闭口系（控制质量）；绝热系；孤立系；简单可压缩系。
1.2 平衡状态和状态参数
平衡状态、平衡状态的充要条件；平衡与稳定；状态参数，系统两状态相同的判定；状态参数的特征；强度量与广延量；状态参数图与平衡状态。
1.3 温度温标
温度的物理概念；热力学温标、国际摄氏温标与热力学温标的关系。
压力、压力的单位、系统绝对压力、当场大气压、真空度。
1.5 状态方程
理想气体的状态方程、气体常数、通用气体常数；范德瓦尔方程、维里方程。
1.6 准静态过程和可逆过程
准静态过程、可逆过程；可逆过程与准静态过程关系；可逆过程和准静态过程在状态参数图上的表示。
循环、循环特性、正向循环（动力循环）、逆向循环（制冷循环和热泵循环）；可逆循环。循环的经济性指标。
1.8 功和热量
功和热量的定义、特征；可逆过程中的容积变化功（膨胀功或压缩功）及在压容图（p-v图）的表示；可逆过程的热量及在温熵图（T-s图）的表示。
第二部分 气体的性质
2.1 理想气体及其混合气的性质
理 想气体、标准状态理想气体的摩尔体积；气体的比热容、理想气体的比定压热容与比定容热容；理想气体比热容比（理想气体的比热容比等于绝热指数）；迈耶公 式；理想气体的比定压热容容恒大于比定容热容容。理想气体的热力学能（以前称内能）与焓、任意过程的热力学能及焓的变化量&Du、&Dh；理想气体熵变的定 义、计算式。
理想气体混合气体、折合分子量、折合气体常数；质量分数、摩尔分数、体积分数及相互关系；折合分子量和折合气体常数计算。
理想气体混合气的分压力定律和分体积定律；利用摩尔分数计算分压力。
混合气体的比热容、热力学能、焓及混合气过程的熵变计算式。
2.2 水和蒸汽的性质
饱 和状态、饱和状态的温度和压力一一对应、克拉贝隆-克劳修斯方程；水定压汽化过程的p-v图及T-s图：临界点、饱和液线饱和干蒸汽线、未饱和液区、湿蒸 汽区和过热区、过冷液、饱和液、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽和过热蒸汽；干度、湿饱和蒸气比体积、热力学能、焓及熵的计算；汽化潜热。
2.3 湿空气
湿空气、水蒸气的分压力及干空气分压力；饱和湿空气、湿空气的吸湿能力、使空气达到饱和的途径；绝对湿度、相对湿度、含湿量d；湿空气的焓和焓-湿图。
第三部分 气体的热力过程
3.1 理想气体的基本热力过程
多 变过程、定压过程、定温过程、定熵过程（可逆绝热过程）、定容过程及过程方程、在p-v图和T-s图上的表示；理想气体多变过程中热力学能、焓及熵变计 算；多变过程中气体的比热容；多变过程中的容积变化功、多变过程中的技术功、多变过程的热量；p-v图及T-s图各参数的变化规律。
3.2 水蒸气的基本热力过程
水蒸气定压过程的热量、水蒸气的绝热过程的功、水蒸气的定容的压力和干度；水蒸气的节流。
3.3 湿空气的热力过程
湿空气加热过程、冷却去湿过程、绝热增湿过程、绝热混合过程、干燥过程的参数、热量和析水量；湿空气节流。
第四部分 热力学第一定律
4.1 热力学第一定律的实质
4.2 膨胀功、技术功和流动功
可逆过程的容积变化功；技术功、技术功的计算及在p-v图上表示；内部功、轴功；推动功、流动功。
4.3 热力学第一定律表达式
热力学第一定律基本表述和一般表达式；闭口系第一定律的解析式及在过程、循环和孤立系中的应用；稳流开系第一定律表达式。
4.4 喷管内气体的流动
气 体在喷管（或扩压管）内流速变化的压力条件和几何条件；滞止过程、滞止参数；音速、马赫数；临界截面、临界压力、临界温度、临界压力比；喷管内流速和流量 分析及计算、背压和背压对收缩喷管及缩放喷管的流速和流量的影响；气体在扩压管中流动；速度系数和能量损失系数及气体在喷管内不可逆流动。
4.5 绝热节流
绝热节流的特征、气体的焦耳-汤姆逊系数、转回温度和转回曲线。
4.6 压气机的热力过程
压气机分类和特征；单级活塞式压气机的理论耗功；余隙容积、余隙容积百分比、容积效率、余隙容积对压气机理论耗功的影响；多级压缩节间冷却及各级的增压比、多级压缩节间冷却耗功计算、活塞式压气机定温效率；叶轮式压气机绝热效率及压气机所需的功、叶轮式压气机的绝热效率。
第五部分 热力学第二定律
5.1 热力学第二定律的两种表述
5.2 卡诺循环和卡诺定理
卡诺循环的组成、卡诺循环的热效率、卡诺制冷循环的制冷系数和卡诺热泵循环的供暖系数；卡诺定理及其推论。
5.3 平均吸（放）热温度和多热源热机的热效率
系统在可逆过程中的平均吸（放）热温度、多热源可逆循环的热效率和概括性卡诺循环（如斯特林循环）的热效率。
5.4 克劳修斯积分和热力学第二定律的数学表达式
克劳修斯积分不等式和积分等式、热力学第二定律的数学表达式、孤立系统的熵增原理及过程进行判据。
5.5 熵和熵方程
熵的定义、不可逆过程熵变的计算； 熵流、熵产；一般开系熵方程、闭口系熵方程、稳态稳流系统熵方程。
5.6 作功能力损失与熵产
热量的可用能、闭口系的作功能力、稳流开系的作功能力、系统作功能力损失和熵产。
第六部分 热力学一般关系式及实际气体性质
6.1 亥姆霍兹函数和吉布斯函数
亥姆霍兹函数F和吉布斯函数G的定义及物理意义
6.2 麦克斯伟关系
吉布斯方程；麦克斯伟关系；体积膨胀系数、等温压缩率、压力温度系数及其相互关系。
6.3 熵、热力学能、焓及比热容容的一般表达式
第一ds方程及第二ds方程；热力学能的一般方程、焓的一般方程、的一般关系。
6.4 普遍化状态方程和通用压缩因子图
压缩因子及其物理意义；对比参数、对应态原理；通用压缩因子图。
第七部分 气体与蒸汽的流动
7.1 稳定流动基本方程式
流量方程、能量方程、过程方程及声速方程
7.2 喷管计算
不同来流条件下喷管的计算。
第八部分 热力过程及热力循环
8.1 热力过程的定义和分类
8.2 循环分析的目的和方法
循环分析的目的和方法；第一定律分析法、第二定律分析；空气标准。
8.3 活塞式内燃机循环
活 塞式内燃机混合加热理想循环（又称萨巴德循环）构成、循环的特性参数及特性点参数计算；循环热效率及特性参数对热效率的影响分析；活塞式内燃机定压加热理 想循环（又称狄塞尔循环）构成、循环的特性参数及特性点参数计算；循环热效率及特性参数对热效率的影响分析；活塞式内燃机定容加热理想循环（又称奥托循 环）构成、循环的特性参数及特性点参数计算；循环热效率及特性参数对热效率的影响分析；活塞式内燃机各种理想循环的热力学比较。
8.4 燃气轮机装置循环
燃气轮机装置定压加热的理想循环（又称布雷顿循环）的构成、循环增压比、循环增温比、装置热效率计算及分析；燃气轮机装置定压加热的实际循环、压气机绝热效率、燃气轮机的相对内效率、循环内部热效率；回热和回热度；回热的基础上分级压缩、中间冷却和分级膨胀、中间再热。
8.5 蒸汽动力装置循环
基 本蒸汽动力循环&朗肯循环构成、p-v图和T-s图、利用图或表确定各状态点参数、朗肯循环的热效率；蒸汽参数对热效率的影响分析；有摩阻的实际循环、汽 轮机的相对内效率、循环内部热效率；理想耗汽率、内部功耗汽率、有效功耗汽率；再热循环构成、p-v图和T-s图、利用图或表确定各状态点参数、循环的热 效率和分析；抽汽回热循环构成、p-v图和T-s图、抽汽量、利用图或表确定各状态点参数、循环的热效率和分析；
8.6 制冷装置循环
逆向卡诺循环；制冷量；压缩空气制冷循环构成及T-s图、制冷系数、制冷量与循环增压比关系；回热式压缩空气制冷循环；压缩蒸汽制冷循环构成、T-s图和logp-h图、利用图或表确定各状态点参数、制冷系数；制冷剂性质；热泵循环的一般概念。
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