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第1章 工程热力学 1

【考试大纲】 1

【复习要点】 1

【复习内容】 3

1.1基本概念 3

1.1.1热力学系统 3

1.1.2功与热 4

1.1.3状态、热力学平衡状态 4

1.1.4状态参数、状态方程式 5

1.1.5热力过程、准静态过程、可逆过程 6

1.1.6热力循环 7

1.2单位制 8

1.3热力学第一定律 9

1.3.1热力学第一定律的基本表达式 9

1.3.2系统储存能 12

1.3.3热力学第一定律在开口系统的表达式 12

1.3.4稳定流动能量方程式的应用 13

1.4气体的性质 15

1.4.1理想气体模型及其状态方程式 15

1.4.2理想气体的质量热容（比热容） 17

1.4.3理想气体热力学能、焓和熵的计算 18

1.4.4混合气体的性质 20

1.4.5实际气体模型及其状态方程式 22

1.5理想气体的基本热力过程及气体压缩 24

1.5.1理想气体的基本热力过程 24

1.5.2多变过程 24

1.5.3气体压缩 27

1.6热力学第二定律 29

1.6.1热力学第二定律的表述及实质 29

1.6.2卡诺循环和卡诺定理 30

1.6.3克劳修斯不等式、熵 31

1.6.4孤立系统熵增原理 32

1.6.5？ 33

1.7水蒸气和湿空气 34

1.7.1水蒸气状态的确定 35

1.7.2水蒸气图表及应用 36

1.7.3湿空气的性质 38

1.7.4湿空气焓湿图 40

1.7.5湿空气的热力过程 41

1.8气体和蒸汽流动 42

1.8.1稳定流动的基本方程式 42

1.8.2喷管和扩压管 43

1.8.3绝热节流 48

1.9动力循环 48

1.9.1蒸汽动力循环 49

1.9.2内燃机循环 51

1.10制冷循环 52

1.10.1空气压缩制冷循环 53

1.10.2蒸汽压缩式制冷循环 54

1.10.3吸收式制冷循环 55

1.10.4热泵 55

1.10.5气体液化 55

【典型例题解析】 56

【模拟试题及解答】 59

第2章 传热学 73

【考试大纲】 73

【复习要点】 74

【复习内容】 76

2.1导热理论基础 76

2.1.1导热基本概念 77

2.1.2傅里叶定律 77

2.1.3导热系数 78

2.1.4导热微分方程 79

2.1.5导热过程的单值性条件 79

2.2稳态导热 80

2.2.1通过平壁的导热 81

2.2.2通过圆筒壁的导热 82

2.2.3临界热绝缘直径 84

2.2.4通过肋壁的导热 85

2.2.5通过接触面的导热 86

2.2.6二维稳态导热问题 87

2.3非稳态导热 87

2.3.1非稳态导热的特点 87

2.3.2对流换热边界条件下非稳态导热 88

2.3.3常热流密度边界条件下非稳态导热 91

2.4导热问题数值解 92

2.4.1有限差分法原理 92

2.4.2节点离散方程的建立 93

2.4.3稳态导热问题的数值计算 94

2.4.4非稳态导热问题的数值计算 94

2.5对流换热分析 96

2.5.1影响对流换热的因素 96

2.5.2对流换热过程微分方程式 97

2.5.3对流换热微分方程组 97

2.5.4边界层 97

2.5.5边界层换热微分方程组及其求解 99

2.5.6边界层换热积分方程组及其求解 100

2.5.7动量传递和热量传递的类比 101

2.5.8相似理论基础 103

2.6单相流体对流换热及准则关联式 105

2.6.1管内受迫流动换热 105

2.6.2外掠圆管流动换热 109

2.6.3自然对流换热 111

2.6.4自然对流与受迫对流并存的混合对流换热 112

2.7凝结与沸腾换热 112

2.7.1凝结换热 112

2.7.2沸腾换热 114

2.8热辐射的基本定律 115

2.8.1基本概念 115

2.8.2普朗克定律 116

2.8.3斯忒藩（斯蒂芬）—玻耳兹曼定律 117

2.8.4兰贝特余弦定律 117

2.8.5基尔霍夫定律 117

2.9辐射换热计算 118

2.9.1角系数 118

2.9.2黑表面间的辐射换热 119

2.9.3灰表面间的辐射换热 120

2.9.4气体辐射 122

2.9.5太阳辐射 124

2.10传热与换热器 125

2.10.1通过肋壁的传热 125

2.10.2复合换热 126

2.10.3传热的增强与削弱 126

2.10.4平均温度差 127

2.10.5换热器计算 129

【典型例题解析】 130

【模拟试题及解答】 139

第3章 工程流体力学及泵与风机 153

【考试大纲】 153

【复习要点】 153

【复习内容】 156

3.1流体动力学基础 156

3.1.1流体的作用力、力学性质和力学模型 156

3.1.2研究流体运动的两种方法 157

3.1.3稳定流动与非稳定流动 158

3.1.4理想流体的运动方程式 158

3.1.5实际流体的运动方程式 159

3.1.6柏努利方程式及其使用条件 159

3.2相似原理和模型实验 164

3.2.1物理现象相似的概念 164

3.2.2相似准数 164

3.2.3相似三定理 166

3.2.4因次分析法 167

3.2.5流体力学模型研究 168

3.2.6实验数据处理 169

3.3流动阻力和能量损失 169

3.3.1层流与紊流现象 169

3.3.2圆管中层流和紊流的速度分布 170

3.3.3流动阻力分类和能量损失计算 173

3.3.4沿程阻力系数的计算 174

3.3.5局部阻力产生的原因和计算方法 177

3.3.6减少阻力的措施 179

3.4管路计算 180

3.4.1简单管路的计算 180

3.4.2串联管路的计算 181

3.4.3并联管路的计算 181

3.5气体射流 182

3.5.1紊流射流的结构及特性 182

3.5.2温差或浓差射流 183

3.5.3旋转射流 184

3.5.4有限空间射流 185

3.6特定流动分析 186

3.6.1流体微团运动分析 186

3.6.2有旋流动 187

3.6.3无旋流动与势函数 187

3.6.4平面流动与流函数 188

3.6.5平面无旋流动 189

3.6.6几种简单流动分析 190

3.6.7势流叠加与圆柱形测速管原理 191

3.7一元气体动力学基础 194

3.7.1压力波传播、音速和马赫数 194

3.7.2可压缩流体一元稳定流动的基本方程 195

3.7.3渐缩喷管与拉伐尔管的特点 197

3.7.4实际喷管的性能 198

3.8泵或风机与网络系统的匹配 200

3.8.1泵与风机的基本理论 200

3.8.2泵与风机的性能曲线 202

3.8.3网络系统中泵与风机的工作点 203

3.8.4离心式泵与风机的工况调节 208

3.8.5离心式泵与风机的选择 209

3.8.6气蚀与安装要求 209

【典型例题解析】 213

【模拟试题及解答】 225

第4章 自动控制 243

【考试大纲】 243

【复习要点】 243

【复习内容】 245

4.1自动控制与自动控制系统的一般概念 245

4.1.1“控制工程”基本含义 245

4.1.2信息的传递 246

4.1.3反馈及反馈控制 246

4.1.4开环及闭环控制系统构成 247

4.1.5控制系统的分类及基本要求 247

4.2控制系统数学模型 248

4.2.1控制系统各环节的特性 248

4.2.2控制系统微分方程的拟定与求解 255

4.2.3拉普拉斯变换与反变换 255

4.2.4传递函数及其方块图 258

4.3线性系统的分析与设计 264

4.3.1基本调节规律及实现方法 264

4.3.2控制系统一阶瞬态响应 272

4.3.3二阶系统的瞬态响应 273

4.3.4频率特性基本概念 276

4.3.5频率特性表示方法 277

4.3.6调节器的特性对调节质量的影响 279

4.3.7二阶系统的设计方法 281

4.4控制系统的稳定性与对象的调节性能 283

4.4.1稳定性基本概念 283

4.4.2稳定性与特征方程根的关系 284

4.4.3代数稳定判据 285

4.4.4对象的调节性能指标 286

4.5掌握控制系统的误差分析 286

4.5.1误差及稳态误差 287

4.5.2系统类型及误差度、静态误差系数 288

4.6控制系统的综合与校正 291

4.6.1校正的概念 291

4.6.2串联校正装置的形式及其特性 292

4.6.3继电器调节系统（非线性系统）及校正 293

【典型例题解析】 298

【模拟试题及解答】 304

第5章 热工测试技术 315

【考试大纲】 315

【复习要点】 316

【复习内容】 318

5.1测试技术的基本知识 318

5.1.1测量 318

5.1.2测量精度与误差 319

5.1.3常用测量方法 320

5.1.4测量范围与测量精度 321

5.1.5稳定性 322

5.1.6静态特性与动态特性 322

5.1.7传感器 323

5.1.8传输通道 323

5.1.9变换器（变送器） 323

5.2温度的测量 323

5.2.1温度与温标 323

5.2.2膨胀效应测温原理及其应用 325

5.2.3热电效应测温原理 326

5.2.4热电回路性质及理论 326

5.2.5热电材料 328

5.2.6热电偶结构及使用 329

5.2.7热电阻测温原理及常用材料、常用组件的使用方法 330

5.2.8非接触测量方法 332

5.2.9温度变送器 333

5.2.10测温布置技术 334

5.3湿度的测量 335

5.3.1干湿球温度计测量原理 335

5.3.2干湿球电学测量和信号传送传感 335

5.3.3露点仪 336

5.3.4露点仪测湿布置技术 339

5.4压力的测量 340

5.4.1液柱式压力计 340

5.4.2活塞式压力计 340

5.4.3弹簧管式压力计 341

5.4.4膜式压力计 341

5.4.5波纹管压力计 341

5.4.6压电式压力计 342

5.4.7传感器 342

5.4.8压力仪表的选用和安装 344

5.5流速的测量 345

5.5.1流速测量原理 345

5.5.2机械风速仪的测量及结构 345

5.5.3热线风速仪的测量原理及结构 346

5.5.4 L形动压管 346

5.5.5测速仪 347

5.5.6流速测量布置技术 348

5.6流量的测量 348

5.6.1节流法测量流量原理 348

5.6.2容积法测量流量 349

5.6.3流量计 350

5.6.4流量测量的布置技术 351

5.7液位的测量 352

5.7.1直读式测液位 352

5.7.2压力法测液位 353

5.7.3浮力法测液位 353

5.7.4电容法测液位 353

5.7.5超声波法测液位 354

5.7.6液位测量的布置及误差消除方法 354

5.8热流量的测量 355

5.8.1热流计的分类 355

5.8.2热流计的布置及使用 355

5.9误差与数据处理 356

5.9.1误差函数的分布规律 356

5.9.2直接测量的平均值、方差、标准误差、有效数字和测量结果表达 356

5.9.3间接测量最优值、误差传递理论、标准误差、误差分配 357

5.9.4组合测量原理 360

5.9.5最小二乘法原理 360

5.9.6经验公式法 361

5.9.7相关系数 361

5.9.8回归分析 361

5.9.9显著性检验与分析 361

5.9.10过失误差处理 362

5.9.11系统误差处理方法及消除方法 362

5.9.12误差的合成定律 363

【典型例题解析】 364

【模拟试题及解答】 369

第6章 机械基础 383

【考试大纲】 383

【复习要点】 383

【复习内容】 386

6.1机械设计的基本知识 386

6.1.1机械设计的一般原则和程序 386

6.1.2机械零件的计算准则 387

6.1.3许用应力与安全因素 389

6.2平面机构的自由度 392

6.2.1概述 392

6.2.2机构中的运动副及其分类 392

6.2.3平面机构运动简图 393

6.2.4平面机构的自由度及机构确定运动的条件 395

6.3平面连杆机构 398

6.3.1铰链四杆机构的基本形式 399

6.3.2铰链四杆机构存在曲柄的条件 399

6.3.3铰链四杆机构的演化 400

6.4凸轮机构 404

6.4.1凸轮机构的基本类型和应用 404

6.4.2从动件常用运动规律 406

6.4.3直动从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的绘制 409

6.5螺纹连接 412

6.5.1螺纹的主要参数和常用类型 412

6.5.2螺旋副的受力分析、效率和自锁 414

6.5.3螺纹连接的基本类型和防松方法 416

6.5.4螺纹连接的强度计算 418

6.5.5螺纹连接设计时应注意的问题 421

6.6带传动 422

6.6.1普通带传动的工作情况分析 423

6.6.2普通V带传动的主要参数和设计 426

6.6.3带轮的材料和结构 431

6.6.4带轮的张紧和带传动的维护 432

6.7齿轮机构 433

6.7.1齿轮机构的特点和类型 433

6.7.2直齿圆柱齿轮的各部分名称和尺寸 434

6.7.3渐开线齿轮的正确啮合条件和连续传动条件 436

6.7.4轮齿的失效和齿轮传动设计准则 437

6.7.5直齿圆柱齿轮的强度计算 439

6.7.6斜齿圆柱齿轮传动及其受力分析 442

6.7.7齿轮的结构 443

6.7.8蜗杆传动 444

6.7.9蜗杆与蜗轮材料 445

6.8轮系 446

6.8.1轮系的基本类型 446

6.8.2定轴轮系传动比计算 447

6.8.3周转轮系传动比计算 449

6.8.4轮系的功用 451

6.9轴 452

6.9.1轴的分类 452

6.9.2轴的材料 453

6.9.3轴的结构 454

6.9.4轴的强度计算 456

6.9.5轴毂连接的类型 458

6.10滚动轴承 461

6.10.1滚动轴承的基本类型 462

6.10.2滚动轴承的代号 464

6.10.3滚动轴承的失效形式及计算准则 467

6.10.4滚动轴承类型的选择 470

【典型例题解析】 471

【模拟试题及解答】 478

第7章 职业法规 496

【考试大纲】 496

【复习要点】 496

【复习内容】 496

7.1职业法规概述 496

7.1.1法规的基本概念 496

7.1.2职业法规所调整的法律关系 497

7.1.3注册公用设备工程师的执业要求 498

7.2建设工程法规 498

7.2.1中华人民共和国招标投标法 498

7.2.2中华人民共和国城市规划法 503

7.2.3建设工程合同法律制度 505

7.2.4中华人民共和国环境保护法 507

7.2.5中华人民共和国建筑法 513

7.2.6中华人民共和国城市房地产管理法 518

7.3勘察设计管理条例 522

7.3.1建设工程勘察设计文件的编制与实施 522

7.3.2罚则 522

7.3.3勘察设计资质分类和分级 523

7.3.4勘察设计资质审批 523

7.3.5资质年检 523

7.4建设工程质量管理条例 524

7.4.1建设工程参与各方的质量责任和义务 524

7.4.2建设工程质量保修 526

7.4.3建设工程质量监督检查 526

7.5建设工程安全管理条例 527

7.5.1安全生产责任 527

7.5.2安全生产教育培训 530

7.5.3生产安全事故的应急救援和调查处理 530

7.6中华人民共和国节约能源法 530

7.6.1总则 530

7.6.2节能管理 531

7.6.3节能技术进步 531

7.7勘察设计职工职业道德 531

7.8特种设备安全监察条例 532

7.8.1基本规定 532

7.8.2特种设备生产规定 532

7.8.3特种设备使用规定 533

7.8.4特种设备检测规定 533

7.8.5特种设备监察规定 533

7.8.6名词解释 534

【典型例题解析】 535

【模拟试题及解答】 537

参考文献 543

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