热工基础期末总复习题及答案
一、名词解释（每小题 2 分，共 10 分）
1 、静压强
2 、过剩空气系数
3 、温度场
4 、黑度
5 、湿含量
6 、流体的粘性
7 、压头
8 、温度梯度
9 、黑体
10 、露点
二、填空( 每题 1 分，共 10 分 )
1 、流体的体积随温度升高而增大的特性称为（）。
2 、流体在管路中流动时，阻力损失有（）两种。
3 、流体在管内流动时，流速在管道截面上按抛物线分布，最大流速为平均速度的二倍，此时流体的流态应为（）。
4 、在静止液体中，其静压强大小与（）有关。
5 、物体导热的基本定律叫（），其中衡量物质导热能力的物理量称为（）。
6 、不仅有能量的转移，而且还伴随着能量形式间转化的传热方式为（）。
7 、在风机的 H-Q 曲线上相应于效率最高点的参数称为风机的（）。
8 、单位时间，通过单位面积上传递的热量称为（）。
9 、克西荷夫恒等式的表达式为（）。
10 、物体表面的有效辐射是（）之和。
11 、（）称为流体的粘性。
12 、流体的压缩性是指流体的（）增大时，（）减小的特性。
13 、流体密度是指（）。当空气压强为 1atm ，温度为27 ℃ 时的密度为（）。
14 、干燥过程是包含（）和（）过程的综合过程。
15 、（）称为热流量。它的单位为（）。
16 、据温度是否随时间变化，温度场可分为（）和（），它们的数学表达式分别为（）和（）。
17 、露点是指湿空气在湿含量不变的条件下（）状态时的温度。
18 、温度梯度是指沿等温线的（）方向上单位距离的（）变化。
19 、静压强的国际单位为（），绝对压强与表压强的关系为（）。
20 、（）是衡量物质导热能力的物理量，它的单位（）。
21 、流体在外力作用下改变自身容积的特性，称为（）。通常用（）来表示流体这种性能。
22 、 ( ) 称为温度场。某物体内温度随时间发生了改变，该温度场称为（）。
23 、湿空气的干、湿球温度差越大，则湿空气的相对湿度（）。
24 、角系数是一个几何量，它的大小与物体（）有关。
25 、空气的相对湿度是湿空气中（）分压与同温度下（）分压之比。
26 、表征对流换热本质的准数是（），其物理意义为（）。
27 、理想气体在标准状态时的体积膨胀系数为 ( )1 ／ K 。
28 、煤的工业分析项目为（）、（）、（）、（）。
29 、当烟气温度不变时，烟囱的抽力大小是：夏天（）冬天；晴天（）雨天。
30 、在对流干燥过程中，能利用的热量是湿空气的（）。。
31 、理想流体在管中流动时，管道截面上各点的速度（）。
32 、物料干燥进行到平衡阶段时，干燥速度（）。
三、单项选择题（每小题 2 分，共 30 分）
1 、以下几种流体中，粘性最大的为（）。
A ．空气
B ．水
C ．重油
D ．无水乙醇
2 、管道中空气在0 ℃ 时的流速为 2m /s ，温度升高到27
3 ℃ 时的流速为（）。
A ． 2m /s
B ． 4m /s
C ． 6m /s
D ． 8m /s
3 、已知某煤的干燥无灰基 C daf =80.2 ％，干燥基时的 A d =8.2 ％，则干燥基时的 C d 含量为 ( ) 。
A ． 73.6 ％
B ． 81.0 ％
C ． 78.6 ％
D ． 71.0 ％
4 、用压力表测得某容器内负压为 100Pa ，当地大气压为 101325Pa ，那么该容器内的绝对压强为（）。
A ． 101225Pa
B ． 101325Pa
C ． 101425Pa
D ． 101125Pa
5 、服从（）流体称为牛顿型流体。
A ．牛顿冷却定律
B ．付立叶定律
C ．牛顿粘性定律
D ．维恩定律
6 、当空气过剩系数α＞ 1 时，燃烧产物中无可燃成分，火焰气氛为（）。
A ．还原焰
B ．中性焰
C ．氧化焰
D ．不能确定
7 、下列准数中，以流体平均温度为定性温度的准数是（）。
A ．
B ．
C ．
D ．
8 、传热学中，计算黑体辐射能力时，应采用（）。
A ．普朗克定律
B ．牛顿冷却定律
C ．斯蒂芬－波尔兹曼定律
D ． . 维恩定律
９、两固体辐射传热时的空间热阻可表达为（）。
A ．
B ．
C ．
D ．
10 、水泥窑中，基本上不具辐射能力的气体为（）。
A ． CO 2
B ． H 2 O
C ． N 2
D ． SO 2
11 、在饱和湿空气中，干、湿球温度及露点的关系为（）。
A ． t>t b >t d
B ． t>t b ＝ t d
C ． t ＝ t b >t d
D ． t ＝ t b ＝ t d
12 、我国石油产品的粘度，一般用（）来表示。
A ．动力粘度
B ．运动粘度
C ．恩氏粘度
D ．绝对粘度
13 、（）燃烧时，空气过剩系数可选小一些。
A ．气体燃料
B ．液体燃料
C ．固体燃料
D ．Ａ和Ｃ
14 、以下几种物质中，导热系数最小的是（）。
A ．铜
B ．水泥
C ．水
D ．空气
15 、热流是一个向量，它不仅有大小，而且还有方向，其正方向 ( ) 。
A ．沿等温线的方向
B ．沿着温度升高方向
C ．沿着温度降低的方向
D ．不能确定
16 、在静止流体内，同一水平面上不同点的静压强 ( ) 。
A ．不同
B ．相同
C ．有时相同，有时不同
D ．不能确定
17 、流体在竖直等径圆管中流动时 , 不发生变化的能量有 ( ) 。
A ．静压头
B ．动压头
C ．几何压头
D ．动压头和静压头
18 、在风机的 H-Q 曲线上相应于效率最高点称为风机的（）。
A ．工作点
B ．合理工作范围
C ．最佳工况
D ．没有名称
19 、降低（）值，能使对流换热增强。
A ．流体比热
B ．流体密度
C ．流体粘度
D ．流体导热系数
20 、对流换热时，其单位面积上的对流换热热阻可表达为（）。
A ．
B ．
C ．
D ．
21 、干空气可近似看成是（）。
A ．黑体
B ．白体
C ．灰体
D ．透热体
22 、在静止的水平面下 5 米深处，水的相对压强为（）。
A 、
B 、
C 、
D 、
23 、流体的最基本特性是（）。
A ．粘性
B ．连续性
C ．流动性
D ．压缩性
24 、某一点相对压强 ( ) 。
A ．可能为正值、负值或零
B ．只能为正值，不能为负
C ．只能为负值，不能为正值或零
D ．可能为正值、负值，不能为零
25 、物体的辐射能力总是 ( ) 同温度下的黑体的辐射能力。
A 、等于
B 、大于
C 、小于
D 、不能确定；
26 、（）在干燥过程中不能除去。
A ．机械结合水
B ．化学结合水
C ．物化结合水
D ．自由水
27 、一块温度为227 ℃ ，黑度为 0.8 的钢板，它的辐射能力为 ( ) 。
A ． 2835W ／ m 2
B ． 120 W ／ m 2
C ． 380 W ／ m 2 ；
D ． 3250 W ／m 2 ：
28 、煤的元素分析组成为（）等项目。
A ． C 、 H 、 O 、 N 、 S
B ．
C 、 H 、 O 、 N 、 S 、 M
C ． FC 、 V 、 A 、 M
D ． C 、 H 、 O 、 N 、 S 、 M 、 A
29 、计算水泥窑体向大气的对流散热时，取（）为定性尺寸。
A ．窑体的外径
B ．窑体的内径
C ．窑体的长度
D ．窑体的面积
30 、下列物体中辐射能力强，吸收能力也强的物体是 ( ) 。
A ．白体
B ．透热体
C ．灰体
D ．黑体；
31 、服从（）流体称为牛顿型流体。
A 、牛顿冷却定律
B 、付立叶定律
C 、牛顿粘性定律
D 、维恩定律
32 、水在圆管中流动，要使管内的水呈紊流流动，则其 ( ) 。
A 、Re ≤ 2300
B 、Re ≥ 4000
C 、2300 D 、Re ≤ 4000 33 、当流体为热气体时，基准面处的流体所具有的几何压头为（）。 A 、正值 B 、负值 C 、零 D 、不确定 34 、当湿空气的温度和总压为一定值时，湿含量只与（）有关。 A 、相对湿度 B 、水蒸气分压 C 、饱和水蒸气分压 D 、露点 35 、 N 2 可近似看成是（）。 A 、黑体 B 、白体 C 、灰体 D 、透热体 36 、绝对干空气，相对湿度为（）。 A. ψ＝ 100% B. ψ＝ 0 C.0 ＜ψ＜ 100% D. ψ＝ 50% 37 、一般把导热系数小于 ( ) 的材料称为绝热材料。 A 、 0.20W ／ m 。. ℃ B 、 0.25 W ／ m 。. ℃ C 、 0.30 W ／ m 。. ℃ D 、 0.35 W ／ m 。. ℃ 38 、煤中挥发份的含量越高，燃料的着火温度（）。 A 、越低 B 、越高 C 、不变 D 、不能确定 39 、增大流体的流速，层流底层的厚度（）。 A 、增大 B 、减小 C 、不变 D 、不能确定 40 、下列几种流体中，压缩性最大的是（）。 A 、空气 B 、水 C 、重油 D 、乙醇 41 、用压力表测得某容器内负压为 100Pa ，当地大气压为 101325Pa ，那么该容器内的绝对压强为（）。 A 、 101425Pa B 、 101325Pa C 、 101225Pa D 、 101125Pa 42 、下列（）为单层平壁单位面积上的导热热阻。 A 、 B 、 C 、 D 、 43 、辐射的四次方定律又称为（）定律。 A 、普朗克 B 、维恩 C 、克希霍夫 D 、 . 斯蒂芬－波尔兹曼 44 、以下几种物质中，导热系数最大的是（）。 A 、空气 B 、水泥 C 、水 D 、铜 45 、已知某煤的干燥无灰基 C daf =80.2 ％，干燥基时的 A d =8.2 ％，则干燥基时的 C d 含量为 ( ) 。 A 、 73.6 ％ B 、 81.0 ％： C 、 78.6 ％； D 、 71.0 ％ 四、多项选择（每小题 3 分，共 15 分） 1 、高温固体壁面与低温流体之间进行对流换热时，下列说法正确的有 ( ) 。 A ．传热由流体向固体壁面进行 B ．采用牛顿冷却定律计算对流换热量 Ｃ．换热过程受流态的影响Ｄ．对流时，流体各部分之间还存在导热 2 、燃料的完全燃烧产物中有 ( ) 。 A ． CO B ． CO 2 C ． H 2 O D ． N 2 3 、实际流体在水平等径管道中流动，其（）保持不变。 A ．静压头 B ．动压头 C ．几何压头 D ．静压头与动压头 4 、下列几项中，属于机械不完全燃烧的是（）。 A ．炭粒被废气带走 B ．燃料泄漏 C ． C+O 2 =CO D ． S+O 2 =SO 2 5 、水泥窑体散热，包括（）。 A ．窑体外表面向周围大气空间的自然对流散热 B ．窑体外表面向周围大气空间的强制对流散热 C ．窑体外表面向周围大气空间的辐射散热 D ．窑体外表面向周围大气空间的传导散热 6 、影响两固体间辐射传热的因素有 ( ) 。 A ．两物体的温度差 B ．物体的角系数 C ．系统的导来黑度 D ．两物体的密度： 7 、在煤中，其可燃组分有 ( ) 。 A ． C B ． H C ． O D ． S 8 、物体辐射传热时，角系数的大小与 ( ) 有关。 A ．物体的温度 B ．物体的黑度 C ．物体表面形状 D ．物体间的相互位置 9 、温度梯度的正方向，（）。 A ．沿等温线方向 B ．指向温度升高的方向 C ．与热流方向相反 D ．指向温度降低的方向 10 、当（）增大时，雷诺准数会增大。 A ．流体的流速 B ．流体的粘度 C ．流体的密度 D ．管道直径 五、判断正误（每小题 1 分，共 15 分） 1 、设备中的表压为正时，外界大气会沿设备上的孔洞流入。（） 2 、粘性越大的流体，流动性越差。（） 3 、水泥回转窑内的火焰辐射，既有气体辐射，同时也有固体微粒的辐射。（） 4 、煤中的硫可以燃烧，因而硫是煤的有用成分之一。（） 5 、流体产生的内摩擦力对流体的运动有推动作用。 ( ) 6 、在静止液体中，任一点的压强大小与该点的深度及液体的密度有关。 ( ) 。 7 、空气的预热过程是一个等热含量过程。（） 8 、湿空气的干、湿球温度差越大，则湿空气的相对湿度越小。（） 9 、管道壁处层流底层厚度增加时，对流换热过程增强。（） 10 、气体的粘度随着气体温度升高而增大。 ( ) 11 、善于辐射的物体，也善于反射。（） 12 、雷诺准数的物理含义是指流体流动时惯性力与粘性力的比值。 ( ) 13 、后向式叶片离心通风机容易超载，配用电机时应考虑较大的储备。（） 14 、保温材料被雨水淋湿后，其导热系数减小 , 保温效果更好。（） 15 、气体可以看成是灰体。（） 16 、物体的吸收率愈大，辐射能力也愈强。 ( ) 17 、流体的粘度随压强变化很大。 ( ) 18 、离心式通风机应空载启动。（） 19 、燃料完全燃烧后，燃烧产物中含有 CO 气体。（） 20 、温度差是传热的推动力。没有温度差，就没有传热现象。（） 21 、流体的内摩擦力的方向与流体的运动方向一致。 ( ) 22 、据燃烧程度是否完全，燃料的发热量可分为高位热值和低位热值。（） 23 、据物体黑度值的大小可知物体辐射能力的强弱程度。 ( ) 24 、处于竖直管中流动的废气，其几何压头不变。 ( ) 25 、水泥窑筒体向外界散热是通过传导传热进行的。（） 26 、在静止流体中，任一点的压强大小与容器的形状有关。 ( ) 。 27 、物体的反射能力愈大，辐射能力也愈强。 ( ) 28 、流体的粘度随压强变化很大。 ( ) 29 、离心式通风机应空载启动。（） 30 、燃料完全燃烧后，燃烧产物中含有 CO 气体。（） 31 、流体在圆管中流动，其流速与截面积成反比。 ( ) 32 、温度梯度是矢量，它的正方向沿着温度降低的方向。 ( ) 33 、保温材料被雨水淋湿后，其导热系数增大 , 保温效果降低。 ( ) 34 、要减小通风系统的风量，而不致产生附加阻力损失，应采用节流的方法。 35 、在燃料中，硫 S 是一种可燃组分，也是一种有害组分。 ( ) 五、计算 （ 10 分） 1 、如图所示，一水平渐缩管段，水从管中流过，已知 d 1 = 150mm ，d 2 = 75mm ，两测压管液面高差 h= 500mm ，水在流动过程中压头损失不计，求管中水的流量？ （ 10 分） 2 、平壁两表面温度分别为 t 1 ＝500 ℃ ， t 2 ＝100 ℃ ，厚度 s ＝ 0.1m ，平壁导热系数λ＝ 0.045 ＋0.001t[W/m ℃ ] 。求： （ 1 ）通过平壁的热流量； （ 2 ）平壁中心部位的温度。 （ 15 分） 3 、一截面逐渐收缩的水平管道 如图，已知烟气的ρ= 1.2Kg /m 3 ，在 F 1 处的表压强是 260Pa ，在 F 2 处的表压强是 100Pa ，两截面面积之比是 F 1 ∕ F 2 ＝ 2 ， F 1 = 0.1m 2 ，求气体通过管道的体积流量（忽略阻力损失）？如果考虑阻力损失，将会产生什么结果？ （ 15 分） 4 、耐火砖与红砖砌成的炉墙 s 1 ＝ 150mm ， s 2 ＝ 200mm ，λ 1 ＝1.16 w ∕ m . ℃ ， λ 2 ＝0.7w ∕ m . ℃ ，t 1 = 300 ℃ ， t 3 ＝－5 ℃ ，求界面温度？ （ 15 分） 5 、如图所，水沿管线垂直下流，若压力计读数相同，不计阻力损失，求小管直径 d 2 ？ （ 15 分） 6 、有—座玻璃池窑的胸墙，用 450mm 厚的硅砖砌筑，测得其内表面的温度为1500 ℃ ，外表面的温度为350 ℃ ，胸墙总面积 20m 2 ，硅砖的入＝0.92+0.7 × 10 -3 t （ W ／m ℃）求通过胸墙的散热损火 ? “硅酸盐工业热工基础”考试题参考答案 一、名词解释 1 、流体单位面积上的静压力 2 、燃烧时实际空气量与理论空气量的比值。 3 、某一瞬间物体内部各点的温度分布情况。 4 、物体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能力之比。 5 、每千克干空气中所含水蒸汽的质量。 6 、流体内部质点或流层间因相对运动而产生内摩擦力以反抗相对运动的性质。 7 、单位体积流体的能量 8 、两等温面间的温度差与其法线方向两等温面的距离的比值的极限。（或沿等温线的法线方向，单位距离的温度变化。） 9 、对外来投射辐射全部吸收的物体，即 A=1 的物体。 10 、湿空气在湿含量不变的条件下冷却到饱和时的温度。 二、填空 1 、（膨胀性）。 2 、（摩擦阻力损失）和（局部阻力损失）。 3 、（层流） 4 、深度和密度 5 、（付立叶定律），（导热系数）。 6 、（辐射传热） 7 、（最佳工况） 8 、（热流量）。 9 、（）。 10 、（本身辐射与反射辐射）。 11 、（流体内部质点或流层间因相对运动而产生内摩擦力以反抗相对运动的性质） 12 、（压强），（体积） 13 、（单位体积流体的质量），（ 1.18kg /m 3 ）。 14 、（传热）和（传质）。 15 、（物体单位时间单位面积上的传热量） , （ W/m 2 ）。 16 、（稳定温度场）和（不稳定温度场），（）和（）。 17 、（冷却到饱和） 18 、（法线）（温度） 19 、（帕 Pa ），（绝对压强 = 大气压强 + 表压强）。 20 、（导热系数），（W/m. ℃）。 21 、（压缩性）、（压缩系数） 22 、 ( 某一瞬间物体内部各点的温度分布情况 ) 、（不稳定温度场） 23 、（越小） 24 、（形状和位置） 25 、（水蒸气）、（饱和水蒸气） 26 、（努塞特准娄），（层流底层的导热热阻与对流热阻之比） 27 、 (1/273) 28 、（固定碳）、（挥发分）、（水分）、（灰分） 29 、（小于）、（大于） 30 、（显热） 31 、（相等） 32 、（为零） 三、单项选择题 1 （ C ）； 2 （ B ）； 3(A) ； 4 （ A ）； 5 （ C ）； 6 （ C ）； 7 （ A ）； 8 （ C ）；９（ D ）； 10 （ C ）； 11 （ D ）； 12 （ C ）； 13(A) ； 14 （ D ） 15(C) ； 16( B) ； 17( B ) ； 18 （ C ）； 19 （C ）； 20 （ C ）； 21 （ D ）； 22 （B ）； 23 （ C ）； 24( A ) ； 25( C ) ； 26 （ B ）； 27 ； ( A ) ； 28 （D ； 29 ；（ A ）； 30( D ) ； 31 （ C ）； 32(B) ； 33 （ C ）； 34 （ A ）； 35 （ D ）； 36 （ A ） 37(B) ； 38 （ A ） 39 （ B ）； 40 （ A ）； 41 （ C ）； 42 （ B ）； 43 （ D ）； 44 （ D ）；45(A) 四、多项选择 1(BCD) ； 2 (BCD) ； 3(BC) ；４（ AB ）； 5(AC) ； 6( ABC ) ； 7 ( ABD ) ；8( CD ) ； 9 （BC ）； 10 ACD ）。 五、判断正误 1 （×）； 2 （√）； 3 （√）； 4 （×）；5( × ) ；6( √ ) ； 7 （×）； 8 （√）； 9 （×）；10( √ ) ； 11 （×）； 12( √ ) ； 13 （×）； 14 （×）； 15 （×）；16( √ ) ；17( × ) ； 18 （√）； 19 （×） 20 （√）；21( × ) ； 22 （×）；23( √ ) ；24( × ) ； 25 （×）；26 ( × ) ； 27 ( × ) ；28 ( × ) ； 29 （√）； 30 （×）；31 ( √ ) ；32 ( × ) ； 33 ( √ ) ；34 ( × ) ；35 ( √ ) 五、计算 1 、解：取截面 1-1 ， 2- 2 如图，以管中心为基准面，建立伯努力方程： 2 、解：据公式： 3 、解：截面如图，基准取在管道的中心，建立伯努力程： 考虑阻力损失后，流量将减小。 4 、解：据导热公式： 5 、解：取截面 1-1 ， 2-2 如图，以 2-2 为基准面，建立伯努力方程： 6 、解： 一、1.若已知工质的绝对压力P=，环境压力Pa=，则测得的压差为(B)A.真空pv= B.表压力pg=.真空pv= D.表压力p g= 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则(A) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是(B)=0 =>W 一判断题 1. 表压力和真空度都不能作为状态参数。（√） 2. 热力学中，压力、温度和比容称为基本状态参数。（√） 3. 只有可逆过程p-v图上过程线下的面积表示该过程与外界交换的容积功。（√） 4. 若工质吸热，其热力学能一定增加。（×） 5. 系统经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故与外界没有热量交换。（×） 6. 不管过程是否可逆，开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焓差。（√） 7. 气体常数与气体的种类及所处的状态无关。（×） 8. 理想气体的热力学能、焓、熵都是温度的单值函数。（×） 9. 功量可以转换为热量，但热量不可以转换为功量。（×） 10. 热效率较高的发动机，循环净功也一定较大。（×） 11. 在相同的初终态之间进行可逆与不可逆过程，则不可逆过程中工质熵的变化大于可逆过程中工质熵的变化。（×） 12. 系统熵增大的过程必为吸热过程。（×） 13. 理想气体在定熵膨胀过程中，其技术功为膨胀功的κ倍。（√） 14. 可逆绝热过程熵变为零。（√） 15. 自发过程是不可逆过程，但非自发过程是可逆过程。（×） 16. 熵产是否为零是判断过程是否可逆的判据。（√） 17. 因为熵是状态参数，所以熵流和熵产也都是状态参数。（×） 18. 孤立系统熵增原理表明：孤立系统内各部分的熵都是增加的。（×） 19. 在水蒸气的定压汽化过程中，温度保持为饱和温度不变，因此其焓也不变。（×） 20. 焓变计算公式Δh = cpΔT 适用于理想气体和蒸气。（×） 21. 在湿蒸气区，定压线与定温线重合。（√） 22. 若湿空气的比湿度（含湿量）不变，当温度升高时，其吸湿能力增强。（√） 23. 若湿空气中水蒸气的分压力不变，当温度升高时，其相对湿度降低。（√） 24. 绝热节流前后焓不变，因此绝热节流过程是等焓过程。（×） 25. 压气机定温压缩过程耗功最小，定熵压缩过程耗功最大。（√） 26. 活塞式压气机的余隙容积越大，产气量越少，但单位工质的理论耗功量不变。（√） 27. 增大内燃机的压缩比和定容升压比都有利于提高循环的热效率。（√） 28. 增大内燃机的定压预胀比有利于提高循环的热效率。（×） 29. 不同温度的等温线绝不会相交。（√） 30. 热流密度的方向始终与温度梯度的方向相反。（√） 31. 雷诺数表示流体的惯性力和粘性力的比值。（√） 32. 任何物体，只要其温度高于0K，该物体就具有热辐射的能力。（√） 33. 两物体辐射换热时，只是高温物体向低温物体放热。（×） 34. 两物体的辐射换热量为零，就表示两物体没有辐射换热。（×） 35. 黑体的吸收比（率）和反射比（率）都是最大的。（×） 36. 一定温度下，黑体的辐射力最大。（√） 37. 角系数是一个纯几何参数，辐射表面的温度越高，角系数越大。（×） 38. 在两个辐射换热表面间插入遮热板，原来两表面间的辐射换热量减少。（√） 39. 对流换热系数h较小的情况下，可采用表面加肋的方式强化换热。（√） 40. 在冷、热流体进出口温度相同、传热系数k、及换热面积都相同的条件下，换热器 工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 （闭卷，150分钟） 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分，共40分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？ 答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C ，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： =??? ? ?++-?=15.27350015.273301500,q x E 3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分 1分 根据卡诺定理及推论： 1 则： 。1分 4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空， 如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ） 如何变化，并简述为什么。 答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。 5. 试由开口系能量方程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计） 答：开口系一般能量方程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件 ， 则上式可以简化为： 根据质量守恒，有 代入能量方程，有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态方程。 答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态方程可写成：P i V = m i R i T 。 B 隔板 A 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W R 0S ?=22t t,C 1111Q T Q T ηη==-=-iso 0S ?=iso 0 S ?= 2011-2012硅酸盐专业《热工基础》期末试题A卷 一、名词解释：（30分） 1、流体的密度—— 2、静压强—— 3、体积流量—— 4、发热量—— 5、相对湿度—— 6、黑体—— 7、干燥—— 8、完全燃烧—— 9、高温系数—— 10、干球温度—— 二、填空：（25分） 1.煤的工业分析法组成主要由__________、__________、__________、__________四种。 2.空气过剩系数是指_________________与__________________之比。 3.表示固体和液体燃料组成的基准有__________、__________、__________、__________四种。 4.传热的基本方式有__________ 、__________和__________。 5、在燃烧学中空气分为__________和________，而在干燥学中空气分为_________和________。 6、不完全燃烧分为______________和______________。 7、表示湿度的方法有三种：________、_____________、_________其中_____是为了测定方便； ______表示空气的相对干燥能力；________便于干燥计算。 三、简答题：（25分） 1、燃烧计算的内容有哪些？ 2、如何对煤进行工业分析？ 3、如何根据雷诺准数的大小来判断流体的流态？ 4、冬天用手接触相同温度的铁块和木块时感到铁块比木块凉，这是为什么？ 5、流态有几种？表现形式有何不同？如何判定？ 五、计算题（20分） 1、水从三段串联管路流过，管路直径分别为：d1=100mm, d2=50mm, d3=25mm, ω3=10m/s,求ω1和ω2. 2、已知标态下CO2的密度为1.96kg/m3, O2的密度为1.43kg/m3，CO 的密度为1.25kg/m3, N2的密度为1.25kg/m3。今测得某水泥回转窑窑尾废气的体积百分比：CO2 =28.8% ，O2=1.0% ，CO =0.2%，N2=70%，求此废气标态时的密度。 3、一炉壁由耐火砖砌成，厚度δ=250mm，耐火砖内表面温度t1=1000℃, 外表面温度t2=100℃, 耐火砖平均导热系数为λ=1.28W/(m.℃)。求通过炉壁的热流量。 试卷一 一、选择（本大题 16 分，每小题 2 分） 1.某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式（）正确。 (a) ds ＞ dq/T （ b ） ds ＜ dq/T （ c ） ds=dq/T 2.处于平衡状态的简单可压缩热力系统，其状态参数间的关系正确的是（）。 (ρ为密度 ) 。 (a)F=F(ρ,v,T) （ b ） F=F(ρ,v,P) （ c ） F=F(ρ,P,T) ３．用压力表测量容器内氧气的压力，压力表读数为 25bar 。已知当地大气压力为 1bar ，则氧气的真实压力为（） bar 。 (a) 26 （ b ） 25 （ c ） 24 ４．在 p － v 图上，经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值（） (a) 大（ b ）小（ c ）相等（ d ）可能大，也可能小 ５．理想气体 1kg 经历一不可逆过程，对外做功 20kJ 放热 20kJ ，则气体温度变化为（）。 (a) 提高（ b ）下降（ c ）不变 ６．同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩（ 1 热工基础题库 一、选择题 基本概念 1.与外界只发生能量交换而无物质交换的热力系统称为。B A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 2.与外界既无能量交换又无物质交换的热力系统称为。D A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 3.开口系统与外界可以有。D A、质量交换 B、热量交换 C、功量交换 D、A+B+C 4.与外界有质量交换的热力学系统是：A A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 5.下列与外界肯定没有质量交换但可能有热量交换。B A、绝热系统 B、闭口系统 C、开口系统 D、孤立系统 6.实现热功转换的媒介物质称为。C A、系统 B、气体 C、工质 D、蒸气 7.工质应具有良好的和。A A、流动性/膨胀性 B、耐高温性/导热性 C、耐高压性/纯净 D、耐腐蚀性/不易变形 8.若闭系处于热力学平衡状态，则内部工质的处处一致。A A、压力和温度 B、压力和比容 C、比容和温度 D、压力、温度和比容 9.稳定状态是平衡状态，而平衡状态是稳定状态。B A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 10.均匀状态是平衡状态，而平衡状态是均匀状态。C A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 11.下列组参数都不是状态参数。C A、压力；温度；比容 B、内能；焓；熵 C、质量；流量；热量 D、膨胀功；技 术功；推动功 12.下列组参数都是状态参数。A A、焓；熵；比容 B、膨胀功；内能；压力 C、热量；比热；温度 D、技术功；动能；位能 13.下列答案是正确的。B A、10℃=43.8℉=285.15K B、10℃=50℉=283.15K C、10℃=40.2℉=285.15K D、10℃=42℉=283.15K 14.摄氏温度变化1℃与热力学绝对温度变化1K相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 15.摄氏温度变化1℃与华氏温度变化1℉相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 16.若大气压力为100KPa，真空度为60KPa，则绝对压力为。D A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40KPa 17.若大气压力为100KPa，表压力为60KPa，则绝对压力为。A A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40Kpa 18.在工程热力学计算中使用的压力是。A A、绝对压力 B、表压力 C、真空压力 D、大气压力 19.若大气压力为0.1Mpa，容器内的压力比大气压力低0.004Mpa，则容器的B。 A、表压力为0.096Mpa B、绝对压力为0.096Mpa C、真空度为0.104Mpa D、表压力为0.104Mpa 【解】查表知硅砖的导热系数λ= 0.92 + 0.7×10-3 t W/（m.o C ） 硅砖的平均温度 o 121300300800C 22 av t t t ++=== 硅砖的平均导热系数 λ = 0.92 + 0.7×10-3 t av = 0.92 + 0.7×10-3 ×800 = 1.48 W/（m.o C ） 散热损失量 (1300300) 1.481032889W 0.45t t F Q F λδδλ??-?? ==== 习题【2-2】 【解】设硅藻土砖的厚度和导热系数分别为δ1，λ1 红砖的厚度和导热系数分别为δ2，λ2 如果不用硅藻土，红砖的厚度为δ2 用红砖替代硅藻土后，要保持炉墙的散热量不变，即保持炉墙的热阻不变 替换前，炉墙热阻12 112R δδλλ= +，替换后，炉墙热阻322 R δλ= 令R 1=R 2，得 3 12122 δδδλλλ+=，则 213210.390.04 0.250.37 m =370 mm 0.13 λδδδλ?=+ =+= 习题【2-3】 【解】该拱形窑顶的导热可以视为1/4单层圆筒壁的导热 查表知耐火粘土砖的导热系数λ= 0.835+ 0.58×10-3 t W/（m.o C ） 耐火粘土砖的平均温度 o 12700100400C 22av t t t ++=== 硅砖的平均导热系数 λ = 0.835 + 0.58×10-3 t av = 0.835 + 0.58×10-3 ×400 = 1.067 W/（m.o C ） 根据单层圆筒壁的传热量公式可得每米窑长拱顶散失热量 21 11700100 4197W/m 10.850.23 14 4 ln ln 2 1.06710.85 2t Q d l d ππλ?-= == +?? 诚信应考,考试作弊将带来严重后果！ 湖南大学课程考试试卷 2. 理想气体只有取定值比热容时，才能满足迈耶公式g v p R c c =-。……（ ） 3. 不可逆过程不能T-s 图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。………… （ ） 4. 卡诺循环的热效率一定大于其它循环的热效率。…………………………（ ） 5. 稳定流动能量方程适用于所用工质的稳定流动情况，不论过程是否可逆，有无耗散效应。……………………（ ） 6. 自发过程都是不可逆过程，非自发过程都是可逆过程。…………………（ ） 7. 活塞式压气机应采用隔热措施，使压缩过程接近绝热过程。………………（ ） 8. 经不可逆循环，系统与环境无法完全恢复原态。……………………………（ ） 9. 熵产大于0的过程必为不可逆过程。………………………………………（ ） 10. 实际气体绝热自由膨胀之后，其热力学能不变。…………………………（ ） 三、选择题（每小题2分，共20分） 1. 理想气体可逆吸热过程，下列哪个参数一定增加：（ ）。 A.热力学能； B.熵； C.压力； D.温度 2. ? +?=pdv u q 适用于 （ B ） A 理想气体可逆过程 B 一切气体可逆过程 C 理想气体一切过程 D 理想气体准静态过程 3. 下面参数中，量纲不相同的有（ B ） A. 比热容 B. 比焓 C. 质量气体常数 D. 比熵 4. 若空气进行可逆定压加热过程，则：（ C ）。 A.空气作功量大于其热力学能增量； B.空气作功量等于其热力学能增量； C.空气作功量小于其热力学能增量； D.无法确定 5. 下列三种状态的空气，哪种状态的熵最大（ A ）。 A. 100oC ，20bar ； B. 200oC ，10bar ； C. 100oC ，10bar ； D. 150oC ，15bar 6. 某制冷机在热源1T =300K 及冷源2T =250K 之间工作，其输入功W 为25kJ ，从冷源吸热量Q ,2为110kJ ，此制冷机是（ C ）。 硅酸盐工业热工基础作业答案2-1解:胸墙属于稳定无内热源的单层无限大平壁 单值条件tw1=1300C tw2=300Cδ=450mm F=10 m 2 胸墙的平均温度Tav＝（Tw1＋TW2）/2=（1300+300）/2=800C 根据平均温度算出导热系数的平均值 λav＝0.92＋0.7x0.001 x800＝1。48w/m.c Q=λF(Tw1-Tw2)/δ=1.48X10X（1300－300）/0.48=3.29X104 W 2－2解：窑墙属于稳定无内热源的多层平行无限大平壁 由Q=t?/R或q=t?/Rt知，若要使通过胸墙的热量相同，要使单位导热面上的热阻相同才 行 单值条件δ1＝40mm δ2=250mm λ1=0.13W/m.C λ2=0.39W/m. 硅藻土与红砖共存时，单位导热面热阻(三层) Rt1=δ1/λ1+δ2/λ2+ δ3/λ3=0.04/0.13+0.25/0.39+δ3/λ3 若仅有红砖（两层）Rt2=δ/λ2+δ3/λ3=δ/0.39+δ3/λ3 Rt1=Rt2?0.04/0.13+0.25/0.39=δ/0.39 得δ＝370mm,即仅有红砖时厚度应为370mm。 2—3 解：窑顶属于稳定无内热源的单层圆筒壁 单值条件δ＝230mm R1=0.85m Tw1=700C Tw2=100C 粘土砖的平均导热系数 λav=0.835X0.58X103- X(Tw1+Tw2)/2=0.835+0.58X400X10 3- =1.067W/m.C R2=R1+δ=1.08m 当L=1时,Q=2λ∏( Tw1-Tw2)/4Ln21d d=2X3.14X1.067X1X600/4Ln1.08 0.85 =4200W/m 因为R2/R1≤2,可近似把圆筒壁当作平壁处理，厚度δ＝R2－R1，导热面积可以根据平均半径Rav＝（R1＋R2）/2求出。做法与2－1同。 2－4解：本题属于稳定无内热源的多层圆筒壁 单值条件λ1＝50W/m。C λ2＝0.1 W/m。C δ1＝5mm δ2＝95 mm Tw1=300C Tw2=50C d1=175mm d2=185mm d3=375mm 若考虑二者的热阻，每单位长度传热量 Q=( Tw1-Tw2)X2π/(1213 1122 d d Ln Ln d d λλ +)= 2502 222.27 11851375 501750.1185 X W Ln Ln π = + 若仅考虑石棉的热阻，则 中国石油大学（北京）远程教育学院期末复习题 《工程热力学与传热学》 一. 选择题 1. 孤立系统的热力状态不能发生变化；（×） 2. 孤立系统就是绝热闭口系统；（×） 3. 气体吸热后热力学能一定升高；（×） 4. 只有加热，才能使气体的温度升高；（×） 5. 气体被压缩时一定消耗外功；（√ ） 6. 封闭热力系内发生可逆定容过程，系统一定不对外作容积变化功；（√ ） 7. 流动功的改变量仅取决于系统进出口状态，而与工质经历的过程无关；（√ ） 8. 在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功pv两部分组成。（×） 9. 理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程。（×） 10. 对于确定的理想气体，其定压比热容与定容比热容之比cp/cv的大小与气体的温度无关。（×） 11. 一切可逆热机的热效率均相同；（×） 12. 不可逆热机的热效率一定小于可逆热机的热效率；（×） 13. 如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆 过程的熵变等于可逆过程的熵变；（√ ） 14. 如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆 过程的熵变大于可逆过程的熵变；（×） 15. 不可逆过程的熵变无法计算；（×） 16. 工质被加热熵一定增大，工质放热熵一定减小；（×） 17. 封闭热力系统发生放热过程，系统的熵必然减少。（×） 18. 由理想气体组成的封闭系统吸热后其温度必然增加；（×） 19. 知道了温度和压力，就可确定水蒸气的状态；（×） 20. 水蒸气的定温膨胀过程满足Q=W；（×） 21. 对未饱和湿空气，露点温度即是水蒸气分压力所对应的水的饱和温度。（√） 二. 问答题 一、判断题： 1. 平衡状态一定稳定状态。 2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律； 3．公式d u = c v d t 适用理想气体的任何过程。 4．容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 5．在T —S 图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。 6．膨胀功与流动功都是过程的函数。 7．当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时，以可逆定温压缩过程最为省功。 8．可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行，并能恢复到初始状态的过程。 9. 根据比热容的定义式 T q d d c ，可知理想气体的p c 为一过程量； 10. 自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程； 11．在管道作定熵流动时，各点的滞止参数都相同。 12．孤立系统的熵与能量都是守恒的。 13．闭口绝热系的熵不可能减少。 14．闭口系统进行了一个过程，如果熵增加了，则一定是从外界吸收了热量。 15．理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。 16．实际气体绝热节流后温度一定下降。 17．任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质的熵总是不变的。 18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率； 19．混合气体中质量成分较大的组分，其摩尔成分也一定大。 20．热力学恒等式du=Tds-pdv 与过程可逆与否无关。 21．当热源和冷源温度一定，热机工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。 22．从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态，因为气化过程温度未变，所以焓的变化量Δh=c p ΔT=0。 23．定压过程的换热量q p =∫c p dT 仅适用于理想气体，不能用于实际气体。 24．在p －v 图上，通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率。 热工基础总复习 第一章 1.系统：在工程热力学中，通常选取一定的工质或空间作为研究的对象，称之为热力系统，简称系统。 2.系统内部各处的宏观性质均匀一致、不随时间而变化的状态称为平衡状态。 3.状态参数：用于描述系统平衡状态的物理量称为状态参数，如温度、压力、比体积等。工程热力学中常用的状态参数有压力、温度、比体积、比热力学能、比焓、比熵等，其中可以直接测量的状态参数有压力、温度、比体积，称为基本状态参数。 4.可逆过程：如果系统完成了某一过程之后可以沿原路逆行回复到原来的状态，并且不给外界留下任何变化，这样的过程为可逆过程。 准平衡过程：所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程。 可逆过程的条件：准平衡过程＋无耗散效应。 5.绝对压力p、大气压力p b、表压力p e、真空度p v 只有绝对压力p 才是状态参数 第二章 1.热力学能：不涉及化学变化和核反应时的物质分子热运动动能和分子之间的位能之和（热能）。热力学能符号：U，单位：J 或kJ 。 热力系统储存能=宏观动能、宏观位能+热力学能 储存能：E，单位为J或kJ 2.热力学第一定律实质就是热力过程中的能量守恒和转换定律，可表述为： a.在热能与其它形式能的互相转换过程中，能的总量始终不变。 b.不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不可能制造成功的。 c.进入系统的能量－离开系统的能量= 系统储存能量的变化 3.闭口系统：与外界无物质交换的系统。系统的质量始终保持恒定，也称为控制质量系统 闭口系统的热力学第一定律表达式 对于微元过程 对于可逆过程 对于单位质量工质 对于单位质量工质的可逆过程 4.开口系统稳定流动实现条件 1）系统和外界交换的能量（功量和热量）与质量不随时间而变； 2）进、出口截面的状态参数不随时间而变。 开口系统的稳定流动能量方程 对于单位质量工质： 对于微元过程 5.技术功：在工程热力学中，将工程技术上可以直接利用的动能差、位能差及轴 功三项之和称为技术功，用W t 表示 对于单位质量工质 6.节流：流体在管道内流动，遇到突然变窄的断面，由于存在阻力使流体的压力降低的现象称为节流。工程上由于气体经过阀门等流阻元件时，流速大时间短， 来不及与外界进行热交换，可近似地作为绝热过程来处理，称为绝热节流。 注意：绝热节流过程不是定焓过程 第三章 1.理想气体是一种经过科学抽象的假想气体，它具有以下3个特征： （1）理想气体分子的体积忽略不计； （2）理想气体分子之间无作用力； （3）理想气体分子之间以及分子与容器壁的碰撞都是弹性碰撞。 理想气体状态方程式 R g为气体常数，单位为J/(kg·K) 质量为m 的理想气体 热工基础期末总复习题及答案 一、名词解释（每小题 2 分，共10 分） 1 、静压强 2 、过剩空气系数 3 、温度场 4 、黑度 5 、湿含量 6 、流体的粘性 7 、压头 8 、温度梯度 9 、黑体 10 、露点 二、填空( 每题 1 分，共10 分) 1 、流体的体积随温度升高而增大的特性称为（）。 2 、流体在管路中流动时，阻力损失有（）两种。 3 、流体在管内流动时，流速在管道截面上按抛物线分布，最大流速为平均速度的二倍，此时流体的流态应为（）。 4 、在静止液体中，其静压强大小与（）有关。 5 、物体导热的基本定律叫（），其中衡量物质导热能力的物理量称为（）。 6 、不仅有能量的转移，而且还伴随着能量形式间转化的传热方式为（）。 7 、在风机的H-Q 曲线上相应于效率最高点的参数称为风机的（）。 8 、单位时间，通过单位面积上传递的热量称为（）。 9 、克西荷夫恒等式的表达式为（）。 10 、物体表面的有效辐射是（）之和。 11 、（）称为流体的粘性。 12 、流体的压缩性是指流体的（）增大时，（）减小的特性。 13 、流体密度是指（）。当空气压强为1atm ，温度为27 ℃ 时的密度为（）。 14 、干燥过程是包含（）和（）过程的综合过程。 15 、（）称为热流量。它的单位为（）。 16 、据温度是否随时间变化，温度场可分为（）和（），它们的数学表达式分别为（）和（）。 17 、露点是指湿空气在湿含量不变的条件下（）状态时的温度。 18 、温度梯度是指沿等温线的（）方向上单位距离的（）变化。 19 、静压强的国际单位为（），绝对压强与表压强的关系为（）。 20 、（）是衡量物质导热能力的物理量，它的单位（）。 21 、流体在外力作用下改变自身容积的特性，称为（）。通常用（）来表示流体这种性能。 22 、( ) 称为温度场。某物体内温度随时间发生了改变，该温度场称为（）。 23 、湿空气的干、湿球温度差越大，则湿空气的相对湿度（）。 24 、角系数是一个几何量，它的大小与物体（）有关。 25 、空气的相对湿度是湿空气中（）分压与同温度下（）分压之比。 26 、表征对流换热本质的准数是（），其物理意义为（）。 27 、理想气体在标准状态时的体积膨胀系数为( )1 ／K 。 28 、煤的工业分析项目为（）、（）、（）、（）。 图 1 图2 2012工程热力学Ⅰ考题（A ） 一、简答题（共30分） 1、图1中循环1-2-3-a -1和循环1-b -3-4-1都是不可逆 循环。有人判断循环1-2-3-a -1的热效率高于循环1-b -3-4-1的热效率，你是否同意他的说法，为什么？（10分） 2、有一种热机，以水蒸气为工质，循环的高温热源温度为1200 K ，低温热源温度为300 K ，循环的热效率t η。现将循环工质改成理想气体，则循环的热效率t'η与原循环热效率比较将发生什么样的变化？为什么？ （10分） 3、“水蒸气的朗肯循环中乏汽在冷凝器中凝结释放出大量热量，有人提出将汽轮机排出的乏汽直接送回锅炉可提高水蒸气循环的热效率。”请据热力学基本定律出发评估这种观点。（10分） 二、计算题（共70分） 1、一种切割工具利用从喷嘴射出的高速水流切割材料，供水压力为200kPa 、温度20℃， 喷嘴内径为0.002m 时，射出水流温度20℃，压力100kPa ，流速1000m/s ，已知在200kPa 、20℃时，3 0.001002m /kg v =，假定可近似认为水的比体积不变，求水泵功率。（10分） 2、某太阳能供暖的房屋用5×8×0.3m 的大块混凝土板作为蓄热材料，该混凝土的密度为2300kg/m 3 ，比热容0.65kJ/(kg ·K)。若混凝土板在晚上从23℃冷却到18℃（室内温度），求此过程的熵产。（10分） 3、某活塞式内燃机定容加热理想循环（图2循环1-2-3-4-1），压缩比ε =10，压缩冲程的起点状态是t 1=35℃ 、p 1=100kPa 。加热过程中气体吸热650kJ/kg 。假定比热容为定值，且c p =1.004kJ/（kg·K），κ =1.4，求：（1）循环中各点的温度、压力和循环热效率；（2）若循环压缩过程和膨胀过程均不可逆，两过程的熵产分别为0.1kJ/(kg·K)和0.12 kJ/(kg·K)，求工质 经循环后的熵变； （3） 若膨胀过程持续到5（p 5 = p 1），画出循环T-s 图，并分析循环热效率提高还是下降。（10+5+5分） 4、空气在轴流压缩机中被绝热压缩，压力比为4.2，初终态温度分别为30℃和227℃。 《工程热力学与传热学》 一、填空题（每题2分，计20分） 1.如果热力系统与外界之间没有任何形式能量互换，那么这个热力系统一定是( ） 2.抱负气体比热容只与( ）参数关于。 3.若构成热力系统各某些之间没有热量传递，热力系统将处在热平衡状态。此时热力系统内部一定不存在( ）。 4.若构成热力系统各某些之间没有相对位移，热力系统将处在力平衡状态。此时热力系统内部一定不存在( ）。 5.干饱和蒸汽被定熵压缩，将变为：( ）。 6.湿空气压力一定期，其中水蒸气分压力取决于( ）。 7. 再热循环目是( ）。 8. 回热循环重要目是( ）。 9.热辐射可以不依托( ），在真空中传播。 10. 流动功变化量仅取决于系统进出口状态，而与( ）过程无关。 二. 判断题（每题1分，计20分） 1.孤立系统热力状态不能发生变化；（） 2.孤立系统就是绝热闭口系统；（） 3.气体吸热后热力学能一定升高；（） 4.只有加热，才干使气体温度升高；（） 5.气体被压缩时一定消耗外功；（） 6.封闭热力系内发生可逆定容过程，系统一定不对外作容积变化功；（） 7.流动功变化量仅取决于系统进出口状态，而与工质经历过程无关；（） 8.在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功pv两某些构成。（） 9.抱负气体绝热自由膨胀过程是等热力学能过程。（） 10.对于拟定抱负气体，其定压比热容与定容比热容之比cp/cv大小与气体温度无关。（） 11.一切可逆热机热效率均相似；（） 12.不可逆热机热效率一定不大于可逆热机热效率；（） 13.如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程熵变等于可逆过程熵变；（） 14.如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程熵变不不大于可逆过程熵变；（） 15.不可逆过程熵变无法计算；（） 16.工质被加热熵一定增大，工质放热熵一定减小；（） 17.封闭热力系统发生放热过程，系统熵必然减少。（） 18.由抱负气体构成封闭系统吸热后其温度必然增长；（） 19.懂得了温度和压力，就可拟定水蒸气状态；（） 20.水蒸气定温膨胀过程满足Q=W；（） 三. 问答题（每题5分，计20分） 1. 阐明什么是准平衡过程？什么是可逆过程？指出准平衡过程和可逆过程关系。 硅酸盐工业热工基础作业答案 2-1解:胸墙属于稳定无内热源的单层无限大平壁 单值条件tw1=1300C tw2=300Cδ=450mm F=10 m 2 胸墙的平均温度Tav＝（Tw1＋TW2）/2=（1300+300）/2=800C 根据平均温度算出导热系数的平均值 λav＝0.92＋0.7x0.001 x800＝1。48w/m.c Q=λF(Tw1-Tw2)/δ=1.48X10X（1300－300）/0.48=3.29X104 W 2－2解：窑墙属于稳定无内热源的多层平行无限大平壁 由Q=t?/R或q=t?/Rt知，若要使通过胸墙的热量相同，要使单位导热面上的热阻相同才 行 单值条件δ1＝40mm δ2=250mm λ1=0.13W/m.C λ2=0.39W/m. 硅藻土与红砖共存时，单位导热面热阻(三层) Rt1=δ1/λ1+δ2/λ2+ δ3/λ3=0.04/0.13+0.25/0.39+δ3/λ3 若仅有红砖（两层）Rt2=δ/λ2+δ3/λ3=δ/0.39+δ3/λ3 Rt1=Rt2?0.04/0.13+0.25/0.39=δ/0.39 得δ＝370mm,即仅有红砖时厚度应为370mm。 2—3 解：窑顶属于稳定无内热源的单层圆筒壁 单值条件δ＝230mm R1=0.85m Tw1=700C Tw2=100C 粘土砖的平均导热系数 λav=0.835X0.58X103- X(Tw1+Tw2)/2=0.835+0.58X400X10 3- =1.067W/m.C R2=R1+δ=1.08m 当L=1时,Q=2λ∏( Tw1-Tw2)/4Ln21d d=2X3.14X1.067X1X600/4Ln1.08 0.85 =4200W/m 因为R2/R1≤2,可近似把圆筒壁当作平壁处理，厚度δ＝R2－R1，导热面积可以根据平均半径Rav＝（R1＋R2）/2求出。做法与2－1同。 2－4解：本题属于稳定无内热源的多层圆筒壁 单值条件λ1＝50W/m。C λ2＝0.1 W/m。C δ1＝5mm δ2＝95 mm Tw1=300C Tw2=50C d1=175mm d2=185mm d3=375mm 若考虑二者的热阻，每单位长度传热量 Q=( Tw1-Tw2)X2π/(1213 1122 d d Ln Ln d d λλ +)= 2502 222.27 11851375 501750.1185 X W Ln Ln π = + 若仅考虑石棉的热阻，则 1．两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。（ × ） 2．闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少（ × ） 3．容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（ × ） 4．理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为 k k p p T T 1 1212-??? ? ??= （ √ ） 5．对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。 （ √ ） 6．工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，则工质熵的变化是一样的。 （ × ） 7．对于过热水蒸气，干度1>x （ × ） 8．对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多增大到临界流量。（ √ ） 9．膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量 （ × ） 10．已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态。 （ × ） 二．选择题 （10分） 1．如果热机从热源吸热100kJ ，对外作功100kJ ，则（ B ）。 （A ） 违反热力学第一定律； （B ） 违反热力学第二定律； （C ） 不违反第一、第二定律；（D ） A 和B 。 2．压力为10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 的环境中，现将喷管尾部截去一小段，其流速、流量变化为（ A ）。 （A ） 流速减小，流量不变 （B ）流速不变，流量增加 （C ） 流速不变，流量不变 （D ） 流速减小，流量增大 3．系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于（A ）。 （A ） 系统的初、终态； （B ） 系统所经历的过程； （C ） （A ）和（B ）； （ D ） 系统的熵变。 4．不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是（ A ）。 （A ）全部水变成水蒸汽 （B ）部分水变成水蒸汽 （C ）部分或全部水变成水蒸汽 （D ）不能确定 5．（ C ）过程是可逆过程。 （A ）.可以从终态回复到初态的 （B ）.没有摩擦的 （C ）.没有摩擦的准静态过程 （D ）.没有温差的 三．填空题 （10分） 1．理想气体多变过程中，工质放热压缩升温的多变指数的范围___大于0______ 2．蒸汽的干度定义为____湿蒸汽中含干蒸汽的质量/湿蒸汽的总质量_____。 3．水蒸汽的汽化潜热在低温时较______小____，在高温时较_____大_____，在临界温度为__0________。 工程热力学（机械2005级）试题参考答案 2007 -- 2008 学年 上 学期 时间120分钟 工程热力学 课程 32 学时 2 学分 考试形式： 开 卷 专业年级： 机械05级 总分100分，占总评成绩 70 % 一、 填空（每空2分，总计20分） 1、基本热力学状态参数有：（压力）、（温度 ）、（体积）。 2、理想气体的热力学能是温度的（单值）函数。 3、热力平衡的充要条件是：（系统内部及系统与外界之间各种不平衡的热力势差为零）。 4、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（熵产）。 5、卡诺循环由（两个可逆定温和两个可逆绝热）热力学过程组成。 6、熵增原理指出了热力过程进行的（方向）、（限度）、（条件）。 二、 简答题（20分） 1、（5分）如图1，某种理想气体有两任意过程a-b 和a-c ，已知b ，c 在同一可逆绝热线上，试问：Δu ab 和Δu ac 哪个大 解：（方法一） 过b 、c 分别作等温线，因为c b T T >，故c b u u > ab b a ac c a u u u u u u ?=->?=-即 （方法二）考虑过程b -c c b q u w u u w =?+=-+ 0c b q v v w =>> c b u u >，ac ab u u ?>? 图1 方法二 图2 2、（5分）某理想气体经历4个过程，如图2所示。 （1）将各过程画在p-v 图上，并说明作图过程； （2）指出过程加热或放热，膨胀或压缩。 解： 因为：w u q +?= 1-3：131n k -<<，且313S T T >1及 建筑环境与设备工程专业 一、选择题(每小题3分，共分) 1.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则测得的压差为( B ) A.真空pv=0.08Mpa B.表压力pg=0.08MPa C.真空pv=0.28Mpa D.表压力pg=0.28MPa 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则( A ) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是( B ) A.q=0 B. Wt=W C. Wt>W D. Wt工程热力学期末考试试题
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