热工基础作业答案
式中：依题意有：m
.mm l s /m .g m /kg .cm /g .sin gl gh p MPa
.p p p p v b v
b 2020089108080102
3
33===?=====-=ρα
ρρkPa
kPa kPa p p p kPa Pa Pa m m P Pa O m m H p kPa Pa Pa m m p A P O H b O H b 6.206656.1061.961kPa 98p 656.106106656103332.1Hg 800p 1.961kPa a 34.19618067.9200982.97990103332.1Hg 7351265Hg
2Hg 2222=++=++=∴==??===?===??=-压力单位换算：
附录根据《热工基础》习题参考答案
第二章 热能转换的基本概念和基本定律
热能转换的基本概念 2-3
2-4
2-6 （a ）取水为系统，故为闭口系。系统与外界交换的能量为热能。
（b ）取电阻丝+容器+水为系统，故为闭口绝热系。系统与外界交换的能量为电能。 （c ）取图2-40中虚线框内全部空间为系统，故为孤立系。系统与外界无任何形式的能量交换。
2-7 2-8
2-10 用线性插值法求摄氏温标与华氏温标的换算关系：
{}{}{}{}32810
10010032
212212+=--=
--??)C ()F ()
C ()F (t .t t t 得
绝对零度（-273.15℃）所对应的华氏温度为：
{})F (.).(.t )F (?-=+-?=67459321527381
MP .a MP .-MPa .p -p p a MP .g
H mm .MPa .g H mm x p g H mm .g H mm MPa .a MP x a MP x p 0.0039MPa g 29.0588mmH g H mm -Hg 735.0588mm p -p p Hg 735.0588mm MPa .p mmHg 107.5006MPa -A P Pa .g H mm -A P 0.0039MPa 3941Pa g H 29.56mm g H mm -g H mm .p -p p g H mm p p -p p 2a MP 13.498a MP .a MP .p a MP .p -A P g H mm .a MP .p p p p v b v v v b b 3
v b v v b g b g b 0040094009800940567350980706567357060980706098011265321331126570656735706413098041312655673509801====?==∴======∴==?==========+=∴===+=冷冷冷冷冷冷冷冷冷冷
冷进进进进则设解法三：依题意有：：附录查解法二：）：附录（查解法一：力为：冷凝器内蒸汽的绝对压）（）附录（查式中：力为：汽轮机进口处的绝对压）（a
MP .a MP .-MPa .p -p p a MP .g
H mm .MPa .g H mm x p g
H mm .g H mm MPa .a MP x a MP x p 0.0039MPa g 29.0588mmH g H mm -Hg 735.0588mm p -p p Hg
735.0588mm MPa .p mmHg
107.5006MPa -A P Pa .g H mm -A P 0.0039MPa 3941Pa g H 29.56mm g H mm -g H mm .p -p p
g H mm p p -p p 2a MP 13.498a MP .a MP .p a MP .p
-A P g H mm .a MP .p p p p v b v v v b b
3v b
v v b
g b
g b 0040094009800940567350980706567357060980706098011265321331126570656735706413098041312655673509801====?==∴===
===∴==?====
======+=∴===+=冷冷冷冷
冷
冷冷
冷
冷
冷
冷
进
进
进
进则设解法三：
依题意有：：附录查解法二：）
：附录（查解法一：力为：冷凝器内蒸汽的绝对压）（）附录（查式中：力为：汽轮机进口处的绝对压）（m m Hg
MPa MPa MPa p p p MPa
MPa MPa p p p MPa Pa Pa m m Hg p b v v b v 577077.0025.0102.0025.0073.0098.0073.0733********.1550'
'2==-=-==-=-===??=
2-11
2-13 （1）取动力厂为系统，输入能量为煤的总发热量Q ，输出能量为输出功率P 。
依题意有：输出功率P = 55000kW
全厂耗煤量q m ，C = 19.5t/h 煤的发热量q C = 30×103kJ/kg
%
.%W
k W
k %q q P %Q P W k h /J k h
/kg .kg /J k q q Q C m C t C
m C 8331001625005500010010016250010585105191030633=?=??=?==?=???=?=，，热效率：煤的总发热量：η
（2）取锅炉为系统，输入能量为煤的总发热量Q ，输出能量为蒸汽总吸热量Q m ，v 。
依题意有：锅炉的蒸汽产量q m ，v = 180×103kg/h
蒸汽在锅炉中的吸热量q v =2680kJ/kg
%
%h /kJ h
/kJ .%Q Q h
/kJ .kg /kJ h /kg )(q q Q v m B V
v m v m 82100585101044821001044822680101806663=??=?=?=??=?=，，，锅炉效率：蒸汽总吸热量η
1
221
2
1
V V ln C dV V C W V
C p C pV V pd W ==∴
=
==?
?则依题意有可逆过程膨胀功：
p
V
W
热力学第一定律
2-16 （1）膨胀过程：吸热Q=506kJ ，对外作膨胀功W=506kJ
（2）
（3）压缩过程：放热Q ’ = -390kJ
2-18 系统沿路径a-c-b 由a 变化到b ，吸入热量Q a-c-b = 90kJ ，对外作功W a-c-b = 40kJ 。
kJ
kJ -kJ W -Q U -U U b a W
U Q b -c -a b -c -a a b ba 504090====+=??间的热力学能差：、得由闭口系能量方程：
（1）系统沿路径a-d-b 至b ，对外作功W a-d-b = 10kJ ，吸收热量Q a-d-b 。 60kJ 10kJ kJ W U Q b b -d -a b -d -a ba b -d -a =+=+=50?，吸热量：至系统沿路径
（2）系统由b 经曲线过程返回a ，外界对系统作功W b-a = -23kJ ，吸收热量Q b-a 。
kJ )kJ (kJ W U Q kJ U )U U (U U U a b ab a b ba a b b a ab 73235050-=-+-=+=∴-=-=--=-=--???
（3）
若系统在过程a-d 的吸热量为Q a-d ，对外作功W a-d ；过程d-b 的吸热量为Q d-b ，对外作功W d-b = 0。 故
℃
，终态：℃，
初态：5005050052211====t a MP .p ;t a MP p 0
0211
212=-=∴==-=U U 'U U U U U U ??的增量：压缩过程空气热力学能，得由前解0506506=-==+=J k kJ W -Q U W
U Q ??增量：得膨胀过程的热力学能由闭口系能量方程：kJ
J k kJ 'U -'Q 'W '
W 'U 'Q 3900390-=--==+=??功：得压缩过程外界消耗的由闭口系能量方程：10KJ
45kJ -55kJ U U U 55kJ 5kJ kJ U U U kJ U -U U kJ kJ kJ U U U 45kJ
U 5kJ U d b bd a ba b a b ba a d da d a ==-==+=+====-=-===????505040545得：由前计算得：则
，设kJ
kJ kJ W U Q kJ kJ kJ W U Q kJ kJ kJ W W W b
d bd
b
d d a da d a b d b d a d a 1001050104010010=+=+==+=+==-=-=--------??
2-20 因制动而产生的热量可由热力学第一定律的一般表达式：
sh
W z mg c m H Q +++=???221
求得。
）
（））（）
（故
依题意有：；其中：
J k .]
sin (.-[z g c m Q z ,sin z ;c ,s /m c W H sh 3
222121106412031510008930002
1
450021
1510003000
0?-=??-?+??=+==??=====???
2-21
2-22 已知： 水蒸气参数： 冷却水温度： 解法一：冷凝器属换热器。其热流体放热量=冷流体吸热量或热流体从进口到出口的焓降=冷流体从进口到出口的焓升。即
MPa
.p p 005021==h
/t 'q ;
kg /kJ .h ;kg /kJ h steam
,m ,steam ,steam 2277137250021===蒸汽流量：出口水：进口水蒸气：
C
t C t ''?=?=301721出口水温：；进口水温：%
67.0%10010120060-14021%1002
1%100-2
1210
2
1
)4(1033.1/120036001040)3(/1200/2240/3440)2(6.306.9566.98099.966.909810966.98)
1(3
222'2
2'
243213=???=??=?=?-=?-?-==+?+?+?=?=??=?==-=-=?-==-=-===?+=+=）（误差得程：
由稳定流动系统能量方sh sh sh sh sh sh sh sh m sh v b out g b in w c w w w c w c h w w z g c h q kW
kg kJ s
kg w q P kg kJ kg kJ kg kJ h h h w kPa
kPa kPa p p p MPa kPa kPa kPa p p p ε
)
()(12'
,21,w w w m steam steam steam m h h q h h q -?=-?
查P273附录A-7，得冷却水焓： 利用插值法求得：
故冷却水流量：
解法二：
2-23 依题意有： 压缩过程： 压气机生产率： （1）
即压缩过程中外界对每千克氮气作功240kJ 。
（2）
kg
/kJ .h kg
/kJ .h kg
/kJ .h :MPa .p C
.C C 72137878301420050879322010====???)
kg /kJ (..)..(C C .C
C h )
kg /kJ (..)..(C C C
C h ,w ,w 682125878387837213720879322030312710142014287831020101721=+-??-??-?==+-??-??-?=h /t h
/t kg /kJ .kg /kJ .kg
/kJ .kg /kJ q h h h
h 'q steam
,m ,w ,w ,steam ,steam w ,m 95622312716821257713725001
221=?--=
?--=kg
m v MPa p kg m v MPa p /16.0,0.1;/88.0,1.03
22311====kJ
q ,kg /kJ u 60180-==??min
/kg q m 18=）
（得由闭口系能量方程：kJ/kg 240180-60-u -q w w
u q -==??=+?=?)....()
v p v p (w )pv (u -q w z ,c w z g c )pv (u q sh sh
7224010880101016010012400
02
1
3
66112222--=???-??--=--=-=∴==++++=-????????功为：
生产每千克氮气所需的程：由稳定流动系统能量方 h
t K kg kJ kg kJ kg kJ h t t t c h h q q t t c q h h q K kg kJ c w steam steam steam m w m w w m steam steam steam m w /4.956)
1730()/(18.4]
/77.137/2500[/22)
()
()
()()
/(18.4'1'
221,,'1'
2,21,=-??-?=
-?-?=
-??=-??=℃℃取水的比热容
（3）带动压气机工作的电动机功率：
2-27
min
/67.12/420/3072)
/84/420(min /100/84202.4,/4201002.4)
()(0002
1
002
1
}{2.4/}{,100,200/3072,300,200min
/100,20,200,,,,,,,,,,,,,,,,,22,,,,,,kg kg
kJ kg kJ kg kJ kg kJ kg q kg kJ h kg kJ h h h h h q q h q q h q h q H m m z m g c m W Q W z m g c m H Q t kg kJ h t kPa p kg kJ h t kPa p kg q t kPa p steam m in w out w out
w steam in w out w in w m steam m out w in w m steam m in w in w m steam steam m out
in sh sh
w out w out w steam steam steam in w m in w in w =--?=
=?==?=--?=
∴?+=?+?=?==?=?==+?+?+?==========∑∑其中：，即故，，，，依题意有：程：由稳定流动系统能量方℃
℃℃℃已知：)kW (.q w P m sh e 69360
18
312=?=
?=
热力学第二定律
2-32 依题意作系统图及T-S 图
B
A q q K ..T t K
..T t 122211153001527327271590015273627627==+===+==℃，℃，已知： （1）列出A 、B 两卡诺热机的能量方程：
??
?-=-=)
(q q W )(q q W B
B A A A A 212121
依题意有：B A W W =
且有 )
()
s s (T s T q )()
s s (T q q q )()
s s (T s T q B B A A 54312221121212111-==-===-==??
解之，得：
（2）列出A 、B 两卡诺热机的热效率公式：
T
T ,T T C ,B C ,A 2
1
11-
=-
=ηη t 2=27℃
t 1=607℃
A q 1A
q 2A
W A
T
B q 1B q 2B W B
T 1
T
s s 2
s 1
T
C t K .K .K .T T T ?==+=+=3271560021530015900221
依题意，有C ,B C ,A ηη=，即
C
t K K .K .T T T T T T T
T T T ?=≈?===∴-=-
247520153001590011212
1221
2-33 依题意有：
02112753296415293960157403180>=?-?=-+=+
=
∴
?.)K kg /(kJ .)K kg /(kJ .K
.kg /kJ K .kg /kJ T q T q T
q
L
L
H H
δδδ 故此循环不满足克劳修斯不等式。
2-36 取热源、冷源、热机和工质为系统，作系统图如右下图。
该系统为孤立系。系统总熵变为：
===
++=m L L L H
H
H m
L H iso S ;
T Q
S ;T Q S S S S S ???????工质熵变冷源熵变热源熵变其中：
（1）依题意，有J Q ,J Q L H 8001500=-=
9310300800200015000>=++-=
++=
∴)K /J (.K
J
K J T Q T Q S L
L
H H iso ?
根据孤立系熵增原理判定：该循环可行，且不可逆。
T H = 2000K
T L = 300K
Q H
Q L
W
kg
/kJ q K
.T ,C t kg
/kJ q K
.T ,C t L L L H H H 9601529320318015740467==?===?=
（2）对于热机，依题意有
3400300200200020000<-=++-=
++=
∴)K /J (.K
J
K J T Q T Q S L
L
H H iso ?
根据孤立系熵增原理判定：该循环不可行。
2-38 依题意有
（1）油单位时间内放出的总热量：
min
/kJ .K )..()K kg /(kJ .min /kg t c 'q q 'q Q oil
oil oil ,m oil oil ,m oil 95454153531530802225-=-???=??=?=?? 冷却水单位时间内吸收的总热量：
min
/kJ 'q .K )..()K kg /(kJ .'q t c 'q q 'q Q w w w
w w w w w 748315293153131874=-???=??=?=?? 由热力学第一定律有：
min
/kg .kg
/kJ .min
/kJ .'q min kg /kJ .min kg /kJ 'q .Q Q w w w
oil 4335748395454954547483=
∴?=?=即 （2） 取油、冷却水及冷油器为系统，则为孤立系，故有
w oil g iso S S S S ????+==
其中，单位时间内油的熵变为：
min)
K /(kJ ...ln min /kg )K kg /(kJ .T T
ln 'q c dT T 'q c T
Q S oil
,oil
,oil ,m oil K
.K .oil ,m oil K
.K
.iol
oil ?-=???=??=?==?
?
378115
35315
308502221215308153531530815353δ?
单位时间内冷却水的熵变为：
J J J W Q Q ,J W ,J Q H L H 200180020001800200000=-=-=∴==)K kg /(kJ .c K
.T ,C
t ,K .T ,C
t m in /kg 'q ,)K kg /(kJ .c K
.T ,C t ,K .T ,C t w w ,w ,w ,w ,oil ,m oil oil ,oil ,oil ,oil ,?==?==?==?==?==?=187415313401529320502221530835153538022112211
min)
K /(kJ ...ln min /kg .)K kg /(kJ .T T
ln 'q c dT T 'q c T
Q S w
,w
,w ,m w K
.K .w ,m w K
.K
.w
w ?=???=??=?==?
?
501115
29315
313433518741215313152931531315293δ?
单位时间内油和水之间不等温传热引起的熵产为：
min)
K /(kJ .min)
K /(kJ .min)K /(kJ .S S iso g ?=?+?-==123050113781??
2-40 依题意有：
解法一：
kJ
K K K K K K kg kJ kg dT
T K K kg kJ kg W dT T T c m Q T T W W
Q Q dT c m Q Q T T Q T T Q Q K K w w LR LR HR w w LR LR
HR LR HR 2995)273293(273293ln 293)/(187.410001293)/(187.4100011,2932730000
=?
?
?
???--???=??
? ??-??=??? ??-=??? ??-=∴+===?=?δδδδδδδδδδ ，根据卡诺定理有：
对于任一微元卡诺循环
解法二：
kJ
kJ kJ Q Q W kJ K K K kg kJ kg T c m Q kJ
K
K
K kg kJ kg K T
dT c m T Q dT c m Q T Q T Q T Q T
Q T Q HL HR w w HL K
K w w HR w w HL HR
HR
HR
HL
HR
2995837408673583740)273293()/(187.4100086735273293ln )/(187.41000293;0
29327300
=-=-==-???=?==???====
=
=+?
????
由热力学第一定律得：故
其中：意可得：由克劳修斯不等式及题δδδδδ
过程可逆
冷源：热源：;293,0;293,20293,20);/(187.4,1000221100K T C t K T C t K
T C t K kg kJ c kg m w w =?==?==?=?==
解法三：
kJ
kJ kJ Q Q W kJ
K K K kg kJ kg T c m Q kJ K kg kJ kg T c m Q dT T
c m T Q S dT T
c m T Q S T Q T Q S S S S S S LR HR LR HR w w LR
w w HR K K w
w HR m K K w
w LR LR HR HR
HR g m LR HR 2995837408673583740)273293()/(187.4100086735273
293
ln )/(187.41000273293ln
00
00293273029327300
iso =-=-==-???=?==???==∴=+=?==?=
=?=?=?+?+?=?????由热力学第一定律有：即
；；其中：原理有：立系。根据孤立系熵增、热机及其工质构成孤、冷源取热源δδ
2-41 取热源、冷源、热机和工质为系统，作系统图如右下图。
该系统为孤立系。系统总熵变为： L
H L L L
L
L H iso m L L L L
H T T T T H
H H H
H H m
L H iso T T ln
m c T Q T Q T T ln
m c S S ;
T Q
S T T
ln m c T m cdT T m cdT
T Q S T Q dS S S S S L
H H L
?≥≥++-=∴==-=-====
++=???
解得工质熵变冷源熵变热源熵变其中：000
???δ?δ????
列热机能量方程：L H Q Q W -=0 当L H L L T T ln mc T Q ?=时，热机输出功率最大，其值为：L
H L H max ,T T ln mc T Q W ?-=0 故而得证。
T H
T L
Q H
Q L W
2-42 依题意有：
由热力学第一定律有：
达到热平衡时的温度为：
C
.t K K
/J K /J K
.K /J K .K /J C C T C T C T m oil
steel oil
,oil steel ,steel m ?==+?+?=
+?+?=853631080002401529380001587324011
两者之间不等温传热引起的有效能损失（?损失）：
g S T I ?0=
取钢块、油和绝热油槽为系统，则为孤立系，有：
oil steel g iso S S S S ????+==
其中：
K
.T ,C
t K
/J C ,K .T ,C t K
/J C ,K .T ,C t oil oil ,oil ,steel steel ,steel ,15300278000152932024015873600001111=?===?===?=)
T T (C )T T (C T C T C Q Q oil ,m oil m steel ,steel oil oil steel steel oil steel 11-?=-??=?=??J
k .J .K /J .K .I K
/J .K /J .K /J .S K
/J .K
.K
ln K /J dT
T
C T Q S K
/J .K
.K
ln K /J dT
T
C T Q S g K K .oil
K K .oil oil K
K .steel
K
K .steel
steel 60259284596025719815300571981034475282481034471529331080005282481587331024031015293310152933101587331015873==?==+-=∴=?===-=?===???
?
故?δ?δ?
工程热力学期末考试试题
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
工程热力学期末试题及答案
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 ?=
《热工基础》试卷A
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。
《热工基础(张学学 高教》课后答案 第十一章习题解答
11-1 某种玻璃对波长0.4~2.5 μm 范围内的射线的透射比近似为0.95，而对其它波长射线的透射比近似为0，试计算此玻璃对温度为1500 K 、2000 K 和6000 K 的黑体辐射的透射比。 解：由题意： 当温度为1500K 时， K m T ?=?=μλ6004.015001 K m T ?=?=μλ37505.215002 查黑体辐射函数表，有%0)0(1=-T b F λ,%385.43)0(2=-T b F λ 此玻璃的透射比为：%216.41)95.0)0()0(12=-?--T b T b F F λλ（ 当温度为2000K 时， K m T ?=?=μλ8004.020001 K m T ?=?=μλ50005.220002 查黑体辐射函数表，有%0)0(1=-T b F λ,%41.63)0(2=-T b F λ 此玻璃的透射比为：%2395.60)95.0)0()0(12=-?--T b T b F F λλ（ 当温度为6000K 时， K m T ?=?=μλ24004.060001 K m T ?=?=μλ150005.260002 查黑体辐射函数表，有%05.14)0(1=-T b F λ,%885.96)0(2=-T b F λ 此玻璃的透射比为：%693.78)95.0)0()0(12=-?--T b T b F F λλ（ 当温度为6000K 时， K m T ?=?=μλ24004.060001 K m T ?=?=μλ15000 5.260002 查黑体辐射函数表，有%05.14)0(1=-T b F λ,%885.96)0(2=-T b F λ 此玻璃的透射比为：%693.78)95.0)0()0(12=-?--T b T b F F λλ（ 11-2 某黑体辐射最大光谱辐射力的波长8.5max =λμm ，试计算该黑体辐射在波长1~5 μm 范围内的辐射能份额。
热工基础_期末总复习_重点(张学学)
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 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。 理想气体状态方程 R g 为气体常数，单位为J/(kg·K) 2.比热容：物体温度升高1K （或1℃）所需要的热量称为该物体的热容量，简称热容 比热容（质量热容）：单位质量物质的热容，c ，J/(kg·K) 道尔顿定律：混合气体的总压力等于各组元分压力之和（仅适用于理想气体） d q u w δ=+ δ2f s 1 2 Q H m c mg z W =?+?+?+g pv R T =pV nRT =d d q q c T t δδ==
试题3答案《热工基础与应用(第3版)》
热工基础参考答案 （开卷部分） 三、计.算题（45分） 1. (15分)（1）如右图 （3分） （2）1 1.412 1.4211300.154446K p T T p κκ--??=?=?= ??? max 327334461176K 1.004 H p q T T T c ==+=+= (4分) （3）1 1.411.4443311176791.4 K 4p T T p κκ --????=?=?= ? ????? 02134()() 1.004(1176791.4446300.15)239.7 kJ/kg T c p p w w w c T T c T T =-=---=?--+= 01 1.411.4 11110.3274t H w q κκηπ--==-=-= (4分) （4） ()()4'33411760.911176791.4826 K T T T T T η=--=-?-= '4'132826300.15110.281176446 t T T T T η--=- =-=-- (4分) 2. (15分) （1） 因为冷流体的出口温度（60℃）大于热流体的出口温度，所以是逆流。 （5分） （2） '""'o 1212'"1 2"'12()()(10760)(3217)28 C 10760ln ln 3217m t t t t t t t t t ------?===---- （5分） （3）()()"'22220.44178601771861.6 W m m A t q c t t κΦ=?=-=??-= 271861.6=285.2 (W/m .K)928 m A t κΦ==?? （5分） 3. (15分)（1）管道外表面A 1对水泥沟表面A 2的角系数为：X 1,2=1
热工基础考试题库(带答案)
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
热工基础(张学学--第三版)复习知识点
热工基础（第三版） 张学学 复习提纲
第一章基本概念 1.工程热力学是从工程角度研究热能与机械能相互转换的科学。 2.传热学是研究热量传递过程规律的一门科学。 3.工质：热能转换为机械能的媒介物。 4.热力系统：选取一定的工质或空间作为研究对象，称之为热力系统，简称系统。 5.外界（或环境）：系统之外的一切物体。 6.边界：系统与外界的分界面。 7.系统的分类： （1）闭口系统：与外界无物质交换的系统。 （2）开口系统：与外界有物质交换的系统。 （3）绝热系统：与外界之间没有热量交换的系统。 （4）孤立系统：与外界没有任何的物质交换和能量（功、热量）交换。 8.热力状态：系统中的工质在某一瞬间呈现的各种宏观物理状况的总和称为工质（或系统）的热力状态，简称为状态。 9.平衡状态：在不受外界影响的条件下，工质（或系统）的状态参数不随时间而变化的状态。 10.基本状态参数：压力、温度、比容、热力学能（内能）、焓、熵。 11.表压力Pg、真空度Pv、绝对压力P P g = P - P b P v = P b - P 12.热力学第零定律(热平衡定律) ：如果两个物体中的每一个都
分别与第三个物体处于热平衡，则这两个物体彼此也必处于热平衡。 13.热力过程：系统由一个状态到达另一个状态的变化过程。 14.准平衡过程（准静态过程）：热力过程中，系统所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的过程。 15.可逆过程：一个热力过程完成后，如系统和外界能恢复到各自的初态而不留下任何变化，则这样热力过程称为可逆过程。 16.不可逆因素：摩擦、温差传热、自由膨胀、不同工质混合。 17.可逆过程是无耗散效应的准静态过程。 18.系统对外界做功的值为正，外界对系统做功的值为负。 系统吸收热量时热量值为正，系统放出热量时热量值为负。 第二章热力学第一定律 1.热力学第一定律：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。 也可表述为：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。进入系统的能量－离开系统的能量=系统储存能量的变化。 2.闭口系统的热力学第一定律表达式：Q =?U +W 微元过程：δQ =dU +δW 可逆过程：Q =?U +? 1pdV δQ =dU +pdV 2
湖南大学工程热力学试题及答案1
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 ）。
热工基础 期末总复习 重点(张学学)
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
工程热力学期末复习题1答案
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。
热工基础复习考试复习题
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 1.系统从外界吸收热量，温度一定升高（）。 2.在热力循环中，如果工质不向冷源放热，则该循环的热效率可以达到 100% （）。 3.沸腾状态的水总是烫手的。 ( ) 4.蒸汽抽汽回热循环每级抽汽量越大，循环热效率越大。 ( ) 5.绝热过程一定是定熵过程。 ( ) 6.供热系数一定大于 1 ，制冷系数也一定大于 1 。 ( ) 7.实际气体的压缩因子总不等于 1 。（） 8.任意可逆循环的热效率都是。 ( ) 三、填空（本大题 16 分，每小题 2 分） １、稳定流动能量方程式应用于换热器时的简化形式 2、2kg 空气从 300K 定压加热到 700K 时的吸热量为 kJ （空气比定压热容 =1.004 kJ/ （ kg ·K ）） ３、当湿蒸汽的干度 x ＝ 0 时，工质全部为。 ４、一不可逆热机在高温热源 T h 和低温热源 T l 之间工作。高温热源熵变–1.5kJ/K ；低温热源熵变2.5kJ/K ，热机在绝热压缩过程中熵变 0.2kJ/K ；绝热膨胀过程中熵变 0.7kJ/K ；取高温热源、低温热源和热机为系统，则完成循环后此系统的 熵变S 系 = ＿＿＿ kJ/K 。 ５、已知氧气在 250K时=0.913 kJ/(kg·K)，=0.653 kJ/(kg·K)。则该气 体的气体常数R g =＿＿＿kJ/(kg·K)。 ６、一热泵工作时向高温热源传递热量 50kJ, 消耗掉的机械能 20 kJ, 供暖系数为。 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。 P 、大气压力 P b 、表压力 P e 、真空度P v p = p + p p 才是状态参数 b N e 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 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. 进入系统的能量一离开系统的能量 =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- 疋律表达式 Q U W 对于微元过程 Q dU W 对于可逆过程 Q dU pdV Q 2 U 1 pdV 对于单位质量工质 q du w q u w 5. 绝对压力 只有绝对压力 P = P b - P v 储存能：E ，单位为J 或kJ E k E p = dw + /;dv = Aw + j 2 /?dv 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℃。 热工基础第十章思考题答案 1 何谓表面传热系数？写出其定义式并说明其物理意义。 答：q=h（t w-t f），牛顿冷却公式中的h为表面传热系数。表面传热系数的大小反映对流换热的强弱。 2 用实例简要说明对流换热的主要影响因素。 答：（1）流动起因室内暖气片周围空气的流动是自然对流。而风机中的流体由于受到外力的作用属于强迫对流。强迫对流和自然对流的换热效果是不同的。 （2）流动的状态流动状态有层流和湍流，层流和湍流的对流换热强度不同，输水管路，水流速度不同，会导致水的流动状态由层流到湍流，那么这两种流动状态对流换热效果是不同的。 （3）流体有无相变水在对流换热过程中被加热变成水蒸气，蒸气在对流换热过程中被冷却变成水，这个过程会吸收和放出汽化潜热，两个换热过程的换热量不同。 （4）流体的物理性质流体的物理性质对对流换热影响很大，对流换热是导热和对流两种基本导热共同作用的结果。因此，比如水和油，金属和非金属对流换热效果不同。 （5）换热表面的几何因素换热器管路叉排和顺排换热效果不同，换热管线直径大小对换热效果也有影响。 3 对流换热微分方程组有几个方程组组成，各自到处的理论依据是什么？ 答：（1） 连续性微分方程 （2） 热量平衡方程 （1）ρ(u τ+u u x +v u y )=F x?p x +η(2u x2 +2u y2 )动量平衡方程 连续性微分程的依据是根据质量守恒导出的 热量平衡方程是根据能量守恒导出的 动量平衡方程是根据动量守恒导出的 4 何谓流动边界层和热边界层？它们的厚度是如何规定的。 答：流动边界层是由于流体粘度造成速度变化的区域，即速度发生明显变化的流体薄层。速度达到∞ 处的y值作为边界层的厚度，用δ表示。 当温度均匀的流体与它所流过的固体壁面温度不同时，在壁面附近会形成一层温度变化较大的流体层，称为热边界层。过于温度t-t w=（t∞-t w）处到壁面的距离为热边界层的厚度。 5 简述边界层理论的基本内容。 答：（1）边界层的厚度与壁面特征长度L相比是很小的量。 （2）流场划分为边界层区和主流区。流动边界层内存在较大的速度梯度，是发生动量扩散的主要 区域。在流动边界层之外的主流区，流体可近似为理想流体。热边界层内存在较大的温度梯度，是发生热 量扩散的主要区域，热边界层之外的温度梯度可以忽略。 （3）根据流动状态，边界层分为层流边界层和湍流边界层。湍流边界层分为层流底层、缓冲层与湍流核心三层。层流底层内的速度梯度和温度梯度远大于湍流核心。 （4）在层流边界层与层流底层内，垂直于壁面方向上的热量传递主要靠导热。湍流边界层的主要热阻在层流底层。 6 边界层理论对求解对流换热问题有何意义？ 答：应用边界层理论分析对流换热微分方程中各项的数量级，忽略高阶小量，可以使对流换热微分方程组得到合理的简化，更容易分析求解。 一．是非题 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 11212-??? ? ??= （ ） 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（ ）。 （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 ） 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 ） 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 ）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．（ ）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_________ 《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。 _________ 、wet t 温度，试用H —d 图定性的确定湿压力从0.5MPa 降至0.1MPa ，温度从162℃ 66.8kJ 。试求该理想气体的定值比热容p c v 图和s T -图上（图上先画出4个基本，t1=370℃,汽轮机出口蒸汽参数为,试求：汽轮机的实际功量、理想功量、相1p =1bar ， 1.15倍，求压气机出口温度2 t ，气体常数R=0.287kJ/(kgK)）。（15分） T2=27℃,循环吸热量Q1=2500KJ ，试求：(10分) 10、× 卡诺定理：1．所有工作于同温热源与同温冷源之间的一切可逆循环，其热效率都相等，与采用哪种工质无关。2．在同温热源与同温冷源之间的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。 理想气体：气体分子本身所具有的体积与其所活动的空间相比非常小，分子本身的体积可以忽略，而分子间平均距离很大，分子间相互吸引力小到可以忽略不计时，这种状态的气体便基本符合理想气体模型。 水蒸气的汽化潜热：将1kg 饱和液体转变成同温度的干饱和蒸汽所需的热量。 相对湿度：湿空气的绝对湿度v ρ与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度s ρ的比值，称为相 对湿度?。 五简答题（8分） 1、证明：据能量方程： 由于pv T R = ，代入上式得 即 或 整理得出 上式即为绝热过程方程式。 2、答：在h —d 图上，沿温度值为wet t 的温度线，与相对湿度线100%?=交于一点a ，从a 点沿等焓线与温度值为t 的温度线交于一点b ，b 点几位室内空气状态参数。如右图所示。 六．计算题（共54分） 1、p c =1.2437kJ/（kg?K ）和V c =0.9567kJ/（kg?K ） 2、背压为0.275MPa ，出口流速12526.3kg/s 3、实际功量617.6kJ/kg,理想功量kJ/kg,相对内效率0.661 4、功量：1562.5kJ,排放给冷源的热量937.5kJ,冷源熵的增加3.125kJ/K 一．是非题（10分） 1．系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件下，不考虑外力场作用，宏观热力性质 不随时间而变化的状态。（） 2．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。 （） 3．工质经历一可逆循环，其∮ds=0，而工质经历一不可逆循环，其∮ds ＞0。（） 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 11212-??? ? ??= （） 5．对一渐放型喷管，当进口流速为超音速时，可做扩压管使用。（） 6．对于过热水蒸气，干度1>x （） 7．在研究热力系统能量平衡时，存在下列关系式：sur sys E E +=恒量， △S sys +△S sur =恒量。（） 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路径有关的过程量（） 10．在管道内定熵流动过程中，各点的滞止参数都相同。（） 二．选择题（10分） 1．湿蒸汽经定温膨胀过程后其内能变化_________ （A ）△U=0（B ）△U ＞0 （C ）△U ＜0（D ）△U ＜0或△U ＞0 2．压气机压缩气体所耗理论轴功为_________ （A ） pdv 1 2 ?（B ）d pv ()1 2 ?（C ）pdu 1 2 ?＋p 1v 1 －p 2 v 3．多级（共Z 级）压气机压力比的分配原则应是_________ （A ）βi=（PZ+1+P1）/Z （B ）βi=（PZ+1/P1）1/Z （C ）βi=PZ+1/P1（D ）βi=（PZ+1/P1）/Z 4．工质熵减少的过程_________ （A ）不能进行（B ）可以进行 （C ）必须伴随自发过程才能进行 5．闭口系统功的计算式W=U1－U2_________ 适用于可逆与不可逆的绝热过程。热工基础期末总复习重点(张学学)
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