热工基础 作业 答案
1.如图所示，在管道中安装一个收缩段以便测量管中液体的流量Q。收缩段的直径从d1
收缩至d2。使用直径为D的缸套活塞系统测量压差。设液体密度为ρ，固定活塞所需的
外力为F
，试证：Q=
2.水从封闭水箱的上部经过一个直径为d1=30mm的孔口1流入下部，再经过一个直径
d2=25mm的孔口2排入大气中。水箱上部有一个管道输入水，使水位保持恒定。在水箱的上部和下部的封闭空间各接一个U形水银压差计，水银密度为ρ’=13600kg/m3，装置如图所示。如果水位H1=2m，H2=2.5m，上面的U形压差计度数h1=0.252m，不计损失，试计算水流量Q及下面的U形压差计度数h2的值。
3.图示分流叉管，断面1-1处的过流断面积A1=0.1m2，高程z1=75m，流速v1=3m/s，压强
p1=98kN/m2；断面2-2处A2=0.05m2，高程z2=72m；断面3-3处A3=0.08m2，高程z3=60m，p3=196kN/m2；断面1-1至断面2-2和断面3-3的水头损失分别为h w1-2=3m和h w1-3=5m。
试求：（1）断面2-2和断面3-3处的流速v2和v3；（2）断面2-2处的压强p2。
4.引水管的渐变弯管如图所示。管道中心线在水平面上，转角为90°，入口断面1-1处管
径d1=25cm，相对压强p1=200 kN/m2；出口端面2-2处管径d2=20cm，流量Q=0.15m3/s，忽略水头损失，求固定此弯管所需的力。
5.水自喷嘴射向一与其交角成60°的光滑平板上（不计摩擦阻力），在水平面上的位置如
图所示。若喷嘴出口直径d=25mm，喷射流量Q=0.0334 m3/s，试求射流沿平板向两侧的分流流量Q1和Q2，以及射流对平板的作用力F（假定水头损失可忽略不计，喷嘴轴线沿水平方向）。
6.油在管中以v=1m/s的速度流动，油的密度ρ=920kg/m3，管长3m，管径d=25mm，水银
压差计测得h=9cm，如图所示，试求：
（1）油在管中的流态；
（2）油的运动粘度υ；
（3）若保持相同的平均流速反向运动时，压差计的读数有何变化？
7.自引水池中引出一根具有三段不同直径的水管如图所示。已知d=50mm，D=200mm，
l=100m，H=12m，进口局部阻力系数ζ1=0.5，阀门ζ2=5.0，沿程阻力系数λ=0.03.求管中通过的流量。
8.图示逐渐扩大圆管，已知d1=75mm，p1=0.7at；d2=150mm，p2=1.4at，l=1.5m，流过的水
流量Q=56.6L/s，求其局部损失。
9.一直径d1=15cm，的水管突然放大成直径d2=30cm（如图所示），如管内过水流量
Q=0.22m3/s，求接在两管段上的水银压差计的压差h值。
最新热工基础第十章-张学学-思考题答案
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）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0.99u∞处的y值作为边界层的厚度，用表示。 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-=0.99（t∞-）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
热工基础答案
热工答案 3.3 题略 解：（1）泄漏的气体量为 kmol 541.0kg 81.23)27327(44/3.83143 10 3.0) 27347(44/3.83143 10 8.06 6 2 221 1121==+???- +???= -= -=?T R V p T R V p m m m g g （2）泄漏的气体在1bar 及17℃时占有的容积为 3 5 m 05.1310 ) 27317(44 3.831481.23=+??= = p T mR V g 3.6 题略 解：由题意：△U = 0 → T 2 = T 1 = 600 K 由理想气体气体状态方程， 有： MPa 2.0Pa 10 0.23 135 121 1 22 221 11=?== ==p p T V p T V p T V p △U =△H = 0 J/K 1426.1kJ/K 10 1426.13 ln 208.0005.0ln ln 3 1 21 2=?=??=-==?=?-p p mR V V mR s m S g g 3.7 题略 解：（1）混合后的质量分数： ωCO2 = 5.6 %， ωO2 =16.32 %， ωH2O =2 %， ωN2 =76.08 % （2） 折合摩尔质量： M eq = 28.856 kg/kmol （3） 折合气体常数： R eq = 288.124 J/（kg ·K ） （4） 体积分数： φCO2 = 3.67 %， φO2 =14.72 %， φH2O =3.21 %， φN2 =78.42 % （5）各组分气体分压力： p CO2 = 0.01101 MPa ， p O2 =0.04416 MPa ， p H2O =0.00963 MPa ， p N2 =0.2353 MPa 3.8题略 解：由题意，H 2的摩尔成分 1%52%12%35%12H =---=x 由教材公式（3.35），求混合气体的当量摩尔质量
热工基础课后答案超详细版
第一章 思考题 1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态得概念？ 答：平衡状态就是在不受外界影响得条件下,系统得状态参数不随时间而变化得状态.而稳定状态则就是不论有无外界影响,系统得状态参数不随时间而变化得状态。可见平衡必稳定,而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态得概念,就是为了能对系统得宏观性质用状态参数来进行描述. 2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质得压力不变,问测量其压力得 压力表或真空计得读数就是否可能变化? 答：不能,因为表压力或真空度只就是一个相对压力。若工质得压力不变，测量其压力得压力表或真空计得读数可能变化，因为测量所处得环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时,表明被测对象得实际压力愈大还就是愈小？ 答:真空表指示数值愈大时，表明被测对象得实际压力愈小。 ４、准平衡过程与可逆过程有何区别? 答：无耗散得准平衡过程才就是可逆过程,所以可逆过程一定就是准平衡过程，而准平衡过程不一定就是可逆过程. ５、不可逆过程就是无法回复到初态得过程,这种说法就是否正确? 答:不正确。不可逆过程就是指不论用任何曲折复杂得方法都不能在外界不遗留任何变化得情况下使系统回复到初态,并不就是不能回复到初态。 6、没有盛满水得热水瓶,其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧,这就是什幺原因? 答:水温较高时,水对热水瓶中得空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时,热水瓶中得空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7、用U形管压力表测定工质得压力时,压力表液柱直径得大小对读数有无影响? 答:严格说来，就是有影响得,因为Ｕ型管越粗，就有越多得被测工质进入Ｕ型管中,这部分工质越多,它对读数得准确性影响越大。 习题 1－１解: 1. 2. 3. 4. 1-2图1-８表示常用得斜管式微压计得工作原理。由于有引风机得抽吸，锅炉设备得烟道中得压力将略低于大气压力。如果微压机得斜管倾斜角,管内水 解:根据微压计原理，烟道中得压力应等于环境压力与水柱压力之差
热工基础课后题答案
二零一七年，秋
第一章 热力学第一定律 1-1用水银压力计测量容器中的压力，在水银柱上加一段水，若水柱高1020mm ，水银柱高900mm ，当时大气压力计上的度数为b 755mmHg p =。求容器中气体的压力。 解：查表可知：21mmH O=9.80665Pa 1mmHg=133.3224Pa 由题中条件可知 2H O Hg b 1020 mm 9.80665 Pa 900mm 133.3224Pa 755mm 133.3224Pa 230.651 KPa 0.231MPa p p p p =++=?+?+?=≈容器 即容器中气体的压力为0.231MPa 。 1-2容器中的真空度为600mmHg v p =，气压计上的高度是b 755mmHg p =，求容器中气体的绝对压力（用Pa 表示）。如果容器中的绝对压力不变，而气压计上高度为 b 770mmHg p =，求此时真空表的度数（以mmHg 表示）. 解：因为 600mmHg=600mm 133.3224Pa=79993.4Pa v p =? b 755mmHg=755mm 133.3224Pa=100658.4Pa p =? 容器中气体的绝对压力为 b v 100658.479993.420665Pa p p p =-=-= 若以mmHg 表示真空度，则 20665 20665Pa= mmHg 155mmHg 133.3224 p == 则当气压计高度为b 770mmHg p =时，真空表的读数为 770mmHg 155mmHg 615mmHg v b p p p '=-=-= 1-3用斜管压力计测量锅炉烟道气的真空度，管子倾斜角30α=?，压力计使用密度 30.8g/cm ρ=的煤油，斜管中液柱长200mm l =，当地大气压力b 745mmHg p =。求烟气
热工基础思考题答案
思考题 第一章 1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？ 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的 压力表或真空计的读数是否可能变化？ 答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？ 答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？ 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？ 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？ 答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7. 用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？ 答：严格说来，是有影响的，因为U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。 第二章
热工基础题库(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==-=-==-=-===??=
热工基础与窑炉-A卷答案
山东科技大学2012—2013学年第一学期 《热工基础与窑炉》考试试卷（A卷）答案 班级姓名学号 一、填空题（共20分，每空1分） 1、如果系统经历了一个过程后，可沿原过程的路线反向进行，回复到原状态，而且不在外界留下任 何影响，则该过程称为可逆过程。 2、物体温度升高1K(或1o C)所需热量称为物体的热容。 3、混合气体的分体积是指各组成气体保持与混合气体相同的压力和相同的温度的条件下，单独 分离出来所占有的体积。 4、理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数。 5、湿空气的比湿度是指每千克干空气中所含水蒸气的质量，又称含湿量。 6、理想气体基本热力过程中如果状态参数满足n pv 常数的关系，则此可逆过程又称为多变过程，n称为多变指数，当n=1时，此过程为定温过程。 7、设高温热源温度为1700K，低温热源温度为300K，则工作在该温限内热机最高效率为82.35% 。 8、工程上应用的水蒸气通常是在锅炉内定压加热产生的，水分别经历未饱和水，饱和水，湿饱和蒸 汽，干饱和蒸汽，过热蒸汽等五种状态。 9、某一瞬间物体内各点温度分布称为温度场，温度场是空间坐标和时间坐标的函数，稳态温度 场温度不随时间变化。 10、陶瓷烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度。 11、倒焰窑的结构分为三个主要部分：窑体、燃烧设备、通风设备。 二、判断（共5分，每题1分） 1、与外界只有能量交换而无物质交换的热力系统称为闭口系统，又称控制容积系统。（×） 2、理想气体是人们提出的一种假想气体模型，假定分子是弹性的，本身不占有体积的质点，分子间 除了碰撞外不存在相互作用。（√） 3、孤立系统的熵可以增大，或者不变，但是绝对不能减小。（√） 4、气体或蒸汽绝热节流前后焓值相等，绝热节流过程是一个可逆等焓过程。（×） 5、对流传热过程是依靠流动流体与固体避免直接接触换热的过程，依靠流体本身的位移和流体本身 的导热实现热量传递的过程。（√） 三、名词解释（共15分，每题3分） 1、热力系统 答：在工程热力学中，为了分析问题方便起见，和力学中取分离体的方法一样，通常把分析对象从周围物体中分割出来，工程热力学把它们叫做热力系统。 2、平衡状态 答：平衡状态是指在没有外界作用的情况下工质宏观性质可长久保持不变的状态。 3、稳定流动 答：流体在流经流道任何一点时，其全部参数都不随时间而变化的流动过程称为稳定流动。 4、膜状凝结 答：润湿性液体在冷壁面上会铺展成一层完整的液膜，称为膜状凝结。 5、辐射力
热工基础(第二版)课后习题部分答案 (2) 王平阳等编
热工基础题目 1-11 在冬季，工厂某车间每一小时经过墙壁等处的损失热量3 000 000 KJ，车间各工作机器消耗的动力为400 KW，假定其最终全部变成热能散发在车间内，另外，室内经常点着50盏100W的电灯，为试车间内温度不变，每小时加入多少热量？ 1-12 水在101325 Pa，100 ℃下定压汽化，比体积由0.001 m3/Kg增加到1.76 m 3/Kg，若气化潜热为2250KJ/Kg,已知定压汽化过程汽化潜热为晗差，求1Kg水灾定压汽化过程中的热力学能变化量。 1-14质量为1275Kg的汽车在以60 000m/h 速度行驶时被刹车制动，速度降至20 000m/h ，假定刹车过程中0.5Kg的刹车带和4Kg的刚刹车鼓均匀加热，但与外界没有传热。刹车和刚刹车鼓的比热容分别是 1.1KJ/(Kg.K)和0.46 KJ/(Kg.K)，求刹车带和刚刹车鼓的升温。 1-17 空气在压气机中被压缩，压缩前的空气参数为：P1=0.1MPa,v1=0.845m3/Kg,压缩后的参数是P2=1MPa,v2=0.175m3/Kg,压缩过程中1Kg空气热力学能增加146.5KJ，同时向外放出50KJ，压气机每分钟压缩空气1Kg,带动此压气机要用多大功率的电动机？ 1-20 蒸汽动力厂中锅炉以流量40 000Kg/h向汽轮机提供蒸汽，汽轮机进口处的压力表的读书为8.9MPa,蒸汽的焓是3441KJ/Kg,汽轮机出口处的真空表的读数为730.6mmHg,出口处蒸汽的焓是2248KJ/Kg，汽轮机向环境散热为6.81×KJ/h,若当地大气压是760mmHg,求：（1）进、出口处的蒸汽的绝对压力；（2）不计进、出口处的位能差和动能差时汽轮机的功率；（3）若进、出口处的蒸汽的速度分别为70m/s和140m/s时对汽轮机的功率有多大影响？（4）若进、出口的高度差为1.6m时对汽轮机的功率有多大影响？ 1-21 500KPa饱和液氨进入锅炉加热成干饱和氨蒸汽，然后进入过热器等压加热到275K，若氨的质量流量为0.005Kg/s,离开过热器时的焓h=-25.1KJ/Kg.氨气进入和离开锅炉时焓分别为h1=h′=-396.2KJ/Kg,h2=h′′=-223.2KJ/Kg，求锅炉和过热器的换热率。 1-24 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100KPa,温度为20℃，喷嘴内径为0.002m，射出水流温度为20℃，压力为200KPa,流苏1000m/s,200KPa、20℃时，v=0.001002 m3/Kg,近似认可水的比体积不变，求水泵功率。 第二章 2-8 空气压缩机每分钟从大气中吸取温度Tb=17℃,压力Pb=750mmHg的空气0.2 m3，充入V=1 m3的储气罐中，储气罐中原有空气的温度为T1=17℃，表压力为0.05MPa,问经过几分钟使储气罐中的气体压力和温度提高到P2=0.7MPa,T2=50℃.
热工基础习题答案
9-------------10 9.4 题略 已知：λ1=1.3 W/（m ·℃） δ1= 0.02 m λ2= 0.35 W/（m ·℃） q max = 1830 W/m 2 t w 1 =1300 ℃ t w 2 = 30℃ 求：?2=δ 解：由多层壁导热公式：2 2 11λδλδ+?= t q 可得 m q t 2375.035.03.102.018303013002112=???? ??--=???? ? ?-?=λλδδ 结论：保温层最小厚度为237.5 mm 。 9.5 题略 此题3层圆筒壁导热问题 （1）每米管长的各层热阻分别为（由内向外排序） W K m d d R l /10357.16616.017.0ln 58.021ln 214 1211??=?=π= -πλλ W K m d d R l /283.017 .023.0ln 17.021ln 212322?=?=π= πλλ W K m d d R l /3967.023 .029.0ln 093.021ln 213433?=?=π= πλλ 每米管长的总热阻 )0(/6797.03967.0283.010357.16614 ≈?=++?=-l l R W K m R λλ （2）每米管长的热损失为 m W R t t r r t t q l i i n i i n w w l /8.3676797.050300ln 2141111 · 1=-=-=π-= +=+∑λλ （3）各层接触面的温度 由于通过每层的q l 相同，即 1 2 1l w w l R t t q λ-= 得 ℃88.29310 357.1668.3673004 112=??-=-=-l l w w R q t t λ
热工基础_考题和答案
热工基础试卷 一、填空题(每小题分,共分) 1、火电厂中将热能转化为机械能的媒介物质叫______________。答案:工质 2、气体分子之间不存在引力,分子本身不占有体积的气体叫做____________气体。答案:理想 3、动能与物体的_______和______有关,重力位能与物体的__________和________有关。答案:质量速度质量所处高度 4、表压力是气体的____________与_________的差值。答案:绝对压力大气压力 5、若给工质加入热量,工质的熵__________,这时工质是______热的,熵增为__________。答案:增加吸正值 6、气体压力不变时,比容与温度成__________。答案:正比 7、p-v图中状态变化过程线下的面积大小即表示__________的大小,所以p=v图实质上也是________图。答案:功示功 8、对于单位质量的工质,热力学第一定律可表示为q=△u+ω,其中q表示_______,△u表示________________,ω表示______________。 答案:外界加给工质的热量工质内能的增量工质对外所做的功9、从卡诺循环可得出,卡诺循环热效率只由高温热源与低温热源的_______________而定,提高其热效率的根本途径是提高 _______________,降低________________。答案:温度T1 T2 10、凝结必定是发生于___ _____或___ ____汽态物质的饱和温度。答案:等于低于 11、水蒸汽焓熵图,横坐标为_________ _,纵坐标为__________;焓熵图上有等________线、等______线以及等________线; 在饱和水线和干饱蒸汽线下部为湿蒸汽区,湿蒸汽区还有等__________线。答案:熵焓压温容干度12、锅炉参数由低压到中压,由中压到高压,每千克工质的预热热与过热热所占总吸热量的比例是逐步____________的,而汽化潜热是逐步___________的。答案:增加减小 13、蒸汽流经喷管的过程中因流速很大,时间很短,可看作绝热过程,这一过程在焓熵图上是_________过程。答案:等熵 14、P1为蒸汽进入渐缩喷管的压力,P2为蒸汽流出喷管时的压力,当P1保持不变时,降低P2,此时通过喷管流量随P2^降低而________;但当P^X2^J降低一定值时,不管其P^X2^J怎样减小,喷管出口截面压力、流速、流量均保持不变,这时喷管产生了____________现象,这时在渐缩喷管出口处对应的压力,称为____________压力。答案:增大临界临界15、蒸汽在喷管出口压力高于临界压力时,应使用______________喷管,当喷管出口压力低于临界压力时,应使用____________喷管。 答案:渐缩缩放16、工质在热力设备中不断进行_______,_______,_______,_______等过程,这些简单的热力过程组成朗肯循环。 答案:定压吸热绝热膨胀等温等压放热绝热压缩17、当蒸汽初温和初压保持不变,排汽压力升高,循环热效率______________,排汽压力降低,循环热效率___________。 答案:降低提高18、采用中间再热循环的作用主要是为了_______________,目前也作为_________的一种手段。 答案:提高排汽干度提高循环热效率19、采用回热循环以后,进入凝汽器的蒸汽流量____________,使冷源损失___________,同时凝汽器热负荷_______,换热面可_________。 答案:减少降低减少减少 20、将汽轮机具有一定压力的排汽全部供给热用户,这种供热方式称___________供热方式。答案:背压式 21、依靠电磁波来传递热量的现象叫____________。答案:热辐射 22、表明材料导热性能的主要物理量是_____________。答案:导热系数 23、减小导热热阻通常可采用__________壁厚,__________导热系数。答案:减小增大
热工基础与应用试题及答案[1]
热工基础考试题 一、填空量： 1、按照热力系与外界有无物质的交换，可以把热力系分为开口系和闭口系。 2、热力系的划分是以分析问题的需要及分析方法上的方便而定。 3、物质的内能包括内动能及内位能，内动能与温度有关，内位能决定于它的体积。 4、焓是指流动工质所具有的能量。 5、平衡状态与稳定状态的区别是平衡状态不受外界条件的影响，稳定状态要依靠外界的作用维持。 6、三种典型的不可逆过程是指气体有摩擦的膨胀做功过程、自由膨胀过程、温差传热过程。 7、热量和功是过程量 8、热能与机械能的相互转换是通过工质的膨胀和压缩而实现的。 9、理想气体是忽略分子本身体积和分子间的相互作用力的气态物质。 10、理想气体的比热分为质量比热、摩尔比热、体积比热。 11、卡诺循环由等温吸热过程、绝热膨胀过程、等温放热过程、绝热压缩过程四个可逆过程组成 12、物质的汽化过程有蒸发和沸腾两种形式。 13、液汽两相处于动态平衡的状态称为饱和状态。 14、声速是一种微弱扰动在连续介质中所产生的压力波的传播速度。 15、在朗肯循环中进汽参数及排汽参数均会影响热效率。 16、某一可逆热力过程所做的功可用它在P-V 图上过程曲线下的面积来表示。 17、理想气体的内能是温度的单值函数。 18、绝热过程是工质在状态变化过程中与外界没有任何形式的热量交换的过程。 19、热量和功都是过程量。 20、水蒸汽的饱和温度是饱和压力的单值函数。 21、水蒸汽参数的参考点是以水的三相点时的饱和水状态。 22、热传递的三种形式是热传导、热对流、热辐射。 23、凡是高于0K 的物体总是可以不断地把热能变为辐射能。 24、辐射能力最强的辐射体称为黑体。 25、工程传热问题可分为两类一类是传热的强化一类是传热的削弱。 26、影响固体的热辐射的吸收和反射的主要因素是物体表面的粗糙程度。 27、由于气体的辐射率和吸收率与波长有关，所以一般不能把纯气体视为灰体。 28、按换热器的工作原理可分为混合式换热器、回热式换热器、表面式换热器。 29、在换热时冷热流体平行流动且方向一致，称为顺流。 30、相对湿度是湿空气中实际所含水蒸汽的质量和同温度下最大可能含水蒸汽的质量的比值。 二、名词解释： 1、热力学第二定律：不可能将热由低温物体向温度较高的地方供温物体传递，而不留下其它任何变化 2、灰体：指单色吸收率与波长无关的的物体。 3、黑体：黑体的吸收率等于1，对于投入辐射，不管其波长和方向均能全部吸收。 4、传热强化的两种方法是提高传热系数、表面肋化强化换热。 5、热力学第一定律：热可以变为功，功也可变为热，一定量的热消失时，必产生数量相当的功，消耗一定量的功时也必出现相当数量的热。
热工基础习题答案
热工基础习题答案集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
9-------------10 题略 已知：λ1= W/（m ·℃） δ1= 0.02 m λ2= W/（m ·℃） q max = 1830 W/m 2 t w 1 =1300 ℃ t w 2 = 30℃ 求：?2=δ 解：由多层壁导热公式：2 2 11λδλδ+?= t q 可得 m q t 2375.035.03.102.018303013002112=???? ??--=???? ??-?=λλδδ 结论：保温层最小厚度为237.5 mm 。 题略 此题3层圆筒壁导热问题 （1）每米管长的各层热阻分别为（由内向外排序） 每米管长的总热阻 （2）每米管长的热损失为 （3）各层接触面的温度 由于通过每层的q l 相同，即 1 21l w w l R t t q λ-= 得 同理，℃79.189283.08.36788.293223=?-=-=l l w w R q t t λ 题略 已知：mm d 50=；)/(85℃m W ?=λ；s m a /1095.225-?=；℃t 3000=； ℃t f 36=；)/(302℃m W h ?=；℃t 90= 求：铜球达到90℃时所需的时间 解：1.00088.085 025 .030＜ hR Bi =?= =λ 可以用集总参数法 题略 此题为2层平壁导热问题，分析同（略） 第10章
10.1 内径20mm 的管子，壁温恒定为200℃，空气入口温度20℃，入口流速20m/s 。 求空气出口温度达60℃时所需的管长。 解：定性温度 ℃40)(2 1="+'=f f f t t t 由附表9得： 699 .0, /s m 10 96.16,K)W/(m 1076.2,K)kJ/(kg 005.1,kg/m 128.12 6 23=?=??=?==--f f f p f Pr c νλρ，， 由于管内流体为空气，应将进口处流体温度下的流速修正到f t 下的流速。 由流体连续性方程（稳定流动，质量流量相等），有A u A u q q f f f m m ρρ==111, 雷诺数 46 10＞2519510 96.1602.0365.21=??==-f i f f d u Re ν （湍流） 由管内湍流强迫对流换热准则方程：0.80.4 0.023Re Pr f f f t l R Nu c c c = 得：R l t f f i f c c c Re d h 4.08.0Pr 023.0λ= 本题气体被加热，55 .0? ?? ? ??=w f t T T c ；管长未知，暂取c l =1，最后进行校合。c R =1 由热平衡关系：)(4 )(2'-"=-f f p f f i f w i t t c u d t t lh d ρππ 空气在内径为50mm 的管内流动，流速为15m/s ，壁面温度t w ＝100℃，管长5m 。如果空气的平均温度为200℃，试求从空气到壁面的表面传热系数h 和空气传给壁面的热量。 已知：℃t m l ℃ t s m u m d f w 2005100/1505.0===== 求：对流换热系数h 及换热量φ 解：根据℃t f 200=，查附表9，得： )/(1093.32k m W f ??=-λ；s m f /1085.3426-?=ν； 680.0Pr =f ； 46 102152110 85.34050 .015Re >=??= = -f f ud ν； 属于旺盛紊流，选用公式（），1=t c ，1=l c ，1=R c
热工基础答案9-12章 于秋红
9-3. 一单层玻璃窗，高1.2m ，宽1m ，玻璃厚0.3mm ，玻璃的导热系数为051.=λ W/(m ·K)，室内外的空气温度分别为20℃和5℃，室内外空气与玻璃窗之间对流换热的表面传热系数分别为51=h W/(m 2 ·K)和202=h W/(m 2 ·K)，试求玻璃窗的散热损失及玻璃的导热热阻、两侧的对流换热热阻。 解：对流换热计算公式： W h h t t s Q f f 9.7120 105.10003.0515 2012.11 12 121=+? ?++-? =＋－＝λδ 导热热阻为：W K A R /104.205 .112.10003.04-?=??== λδλ 内侧对流换热热阻为：W K Ah R h /167.05 12.11111=??== 外侧对流换热热阻为：W K Ah R h /042.020 12.11122=??== 9-4. 如果采用双层玻璃窗，玻璃窗的大小、玻璃的厚度及室内外的对流换热条件与9-3相同，双层玻璃间的空气夹层厚度为5mm ，夹层中的空气完全静止，空气的导热系数为025.0=λ W/(m ·K)。试求玻璃窗的散热损失及空气夹层的导热热阻。 解：对流换热计算公式： W h h t t A Q f f 95.3920 1025.0005.005.10003.02515 2012.11212 221112 1=+?? ?+?+-? =＋＋－＝＋λδλδ 空气夹层的导热热阻为：W K A R /167.0025 .012.1005.0=??== λδ 10-2 炉墙由一层耐火砖和一层红砖构成，厚度都为250 mm ，热导率分别为0.6 W/(m ?K)和0.4 W/(m ?K)，炉墙内外壁面温度分别维持700 ?C 和80 ?C 不变。 （1）试求通过炉墙的热流密度； （2）如果用热导率为0.076 W/(m ?K)的珍珠岩混凝土保温层代替红砖层并保持通过炉墙的热流密度及其它条件不变，试确定该保温层的厚度。 解：根据多层复壁导热计算公式: 22 2 11/2.5954 .0250 .06.0250.080 7002 1m W t t q w w =--= ＋＝ ＋λδλδ
热工基础第十章张学学思考题答案完整版
热工基础第十章张学学 思考题答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
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。
热工基础习题答案-
9-------------10 题略 已知：λ1= W/（m ·℃） δ1= 0.02 m λ2= W/（m ·℃） q max = 1830 W/m 2 t w 1 =1300 ℃ t w 2 = 30℃ 求：?2=δ 解：由多层壁导热公式：2 2 11λδλδ+?= t q 可得 m q t 2375.035.03.102.018303013002112 =???? ??--=???? ? ?-?=λλδδ 结论：保温层最小厚度为237.5 mm 。 题略 此题3层圆筒壁导热问题 （1）每米管长的各层热阻分别为（由内向外排序） 每米管长的总热阻 （2）每米管长的热损失为 （3）各层接触面的温度 由于通过每层的q l 相同，即 1 2 1l w w l R t t q λ-= 得 同理，℃79.189283.08.36788.293223=?-=-=l l w w R q t t λ 题略 已知：mm d 50=；)/(85℃m W ?=λ；s m a /1095.225-?=；℃t 3000=； ℃t f 36=；)/(302℃m W h ?=；℃t 90= 求：铜球达到90℃时所需的时间 解：1.00088.085 025 .030＜ hR Bi =?= = λ Θ 可以用集总参数法 题略 此题为2层平壁导热问题，分析同（略） 第10章 10.1 内径20mm 的管子，壁温恒定为200℃，空气入口温度20℃，入口流速20m/s 。求空气出口温度 达60℃时所需的管长。
解：定性温度 ℃40)(21="+'=f f f t t t 由附表9得： 699 .0, /s m 10 96.16,K)W/(m 1076.2,K)kJ/(kg 005.1,kg/m 128.12 6 23=?=??=?==--f f f p f Pr c νλρ，， 由于管内流体为空气，应将进口处流体温度下的流速修正到f t 下的流速。 由流体连续性方程（稳定流动，质量流量相等），有A u A u q q f f f m m ρρ==111, 雷诺数 46 10＞2519510 96.1602 .0365.21=??= = -f i f f d u Re ν （湍流） 由管内湍流强迫对流换热准则方程：0.80.4 0.023Re Pr f f f t l R Nu c c c = 得：R l t f f i f c c c Re d h 4 .08 .0Pr 023 .0λ= 本题气体被加热，55 .0?? ? ? ??=w f t T T c ；管长未知，暂取c l =1，最后进行校合。c R =1 由热平衡关系：)(4 )(2'-"=-f f p f f i f w i t t c u d t t lh d ρππ 空气在内径为50mm 的管内流动，流速为15m/s ，壁面温度t w ＝100℃，管长5m 。如果空气的平均温度为200℃，试求从空气到壁面的表面传热系数h 和空气传给壁面的热量。 已知：℃t m l ℃ t s m u m d f w 2005100/1505.0===== 求：对流换热系数h 及换热量φ 解：根据℃t f 200 =，查附表9，得： )/(1093.32k m W f ??=-λ；s m f /1085.3426-?=ν； 680.0Pr =f ； 46 102152110 85.34050 .015Re >=??= = -f f ud ν； 属于旺盛紊流，选用公式（），1=t c ，1=l c ，1=R c 补充例题： 一电炉的电功率为1kW ，炉丝温度847℃，直径为1mm ，电炉的效率（辐射功率与电功率之比）为。试确定所需炉丝的最短长度。若炉丝的发射率为，则炉丝的长度又是多少？ 解：∵ 96.0=W AE b ∴ W T C l r o 96.010024 =?? ? ????π