哈工大05年工程热力学考题及答案.doc

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哈工大 2004 年 秋 季学期

工程热力学 试 题

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∮d s =0,而工质经历一不可逆循环,其∮d s >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 1

1212-???

?

??=

( )

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 s y s +△S s u r = 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 2v 2

第 页 (共 页)

草 纸

(草纸内不得答题)

3.多级(共Z级)压气机压力比的分配原则应是_________ (A)βi = (P Z+1 +P1)/ Z (B)βi = (P Z+1 / P1)1 / Z

(C)βi = P Z+1/P1 (D)βi =(P Z+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_________

(A)适用于可逆与不可逆的绝热过程。

(B)只适用于绝热自由膨胀过程。

(C)只适用于理想气体的绝热过程。

(D)只适用于可逆绝热过程。

三.填空题(10分)

1.理想气体多变指数n=1,系统与外界传热量q=_________;多变指数n=±∞,系统与外界传热量q=_________。

2.卡诺循环包括两个_________过程和两个_________过程

3.水蒸汽的汽化潜热在低温时较__________,在高温时较__________,

在临界温度为__________。

4.在T—S图上,定压线的斜率是_________;定容线的斜率是_________

5.理想气体音速的计算式:_________,马赫数的定义式为:_________

四、名词解释(每题2分,共8分)

1.孤立系统

2.焓

3.热力学第二定律及数学表达式

5.相对湿度第页(共页)

草纸

(草纸内不得答题)

五 简答题(8分)

1. 闭口系统从温度为300K 的热源中取热500kJ ,系统熵增加20kJ /K ,问这一过程

能否实现,为什么

2. 已知房间内湿空气的t 、wet t 温度,试用H —d 图定性的确定湿空气状态。

六.计算题(共54分)

1.空气的初态为p 1=150kPa ,t 1=27℃,今压缩2kg 空气,使其容积为原来的

4

1

。若分别进 行可逆定温压缩和可逆绝热压缩,求这两种情况下的终态参数,过程热量、功量以及内能的变化,

并画出p -v 图,比较两种压缩过程功量的大小。(空气:p c =1.004kJ/(kgK),R=0.287kJ/(kgK))(20分)

2. 某热机在T 1 = 1800 K 和T 2 = 450K 的热源间进行卡诺循环,若工质从热源吸热1000KJ ,试计算:(A )循环的最大功?(B )如果工质在吸热过程中与高温热源的温差为100K ,在过程中与低温热源的温差为50K ,则该热量中能转变为多少功?热效率是多少?(C )如果循环过程中,不仅存在传热温差,并由于摩擦使循环功减小10KJ ,则热机的热效率是多少?(14分)

3.已知气体燃烧产物的c p =1.089kJ/kg ·K 和k =1.36,并以流量m =45kg/s 流经一喷管,进口p 1=1bar 、

T 1=1100K 、c 1=1800m/s 。喷管出口气体的压力p 2=0.343bar ,喷管的流量系数c d =0.96;喷管效率为 =0.88。求合适的喉部截面积、喷管出口的截面积和出口温度。(空气:p c =1.004kJ/(kgK),

R=0.287kJ/(kgK))(20分)

(计算题均答在下一页) 第 页 (共 页)

试题:

2005工程热力学 试题答案

一.是非题 (10分)

1、√

2、√

3、×

4、×

5、√

6、×

7、×

8、√

9、× 10、√

二.选择题 (10分) 1、B 2、C 3、B 4、 B 5、A

三.填空题 (10分)

1、功W ; 内能U

2、定温变化过程, 定熵变化

3、小, 大, 0

4、对数曲线,对数曲线

5、

a ==, c

M a

=

四、名词解释(每题2分,共8分) 1、孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换的系统。

2、焓:为简化计算,将流动工质传递的总能量中,取决于工质的热力状态的那部分能量,写在一起,引入一新的物理量,称为焓。

3、热力学第二定律:克劳修斯(Clausius)说法:不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。开尔文一浦朗克(Kelvin —Plank)说法:不可能制造只从一个热源取热使之完全变成机械能而不引起其他变化的循环发动机。

4、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、答:能实现

对于可逆过程的熵有:q

ds T

δ=

,则系统从热源取热时

的可能达到的最小熵增为:500 1.67/300kJ

ds kJ k K

=

,20/ 1.67/s kJ k kJ k ?=>,因此该过程是可以实现的。

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.解:1、定温压缩过程时:

据理想气体状态方程:pV mRT = 可

知初状态下体积:

3

13

20.287(27273)114815010

mRT V m p -??+=

==? 据:

1122

12

p V p V T T =

,定温过程,即21T T =,且3211

2874

V V m ==, 因此有

1

2112

44150600V p p p kPa V =

==?= 即定温压缩终态参数为:2300T K =,32287V m =,

2600p kPa =

等温过程,内能变化为零,即:0U kJ ?= 压缩功:12150

ln

20.287300ln 238.7600

p W mRT kJ p ==???=- 据热力学第一定律:Q U W =?+

该过程放出热量:238.7Q W kJ ==-

2、可逆绝热压缩过程:

同样可知:3211

2874

V V m ==

据绝热过程方程式:1122k k

p v p v =

1.41212

()15041044.7k v

p p kPa v ==?=

据:

1

2112

()k k

T v T v -=,可

11.4

1

11.

4212

()(27273)4445.8k k

v T T K v --==+?=

即可逆绝热压缩终态参数为:32287V m =,21044.7p kPa =,

2445.8T K =

因为该过程为可逆绝热压缩,因此:0Q =kJ 内

21()(1.0040.287)(445.8300)104.5v U c T T kJ ?=-=-?-= 过程的压缩功为:104.5W U kJ =-?=- 2.解:(A )按照卡诺循环时,热效率为:

211450

1175%1800

T W Q T η=

=-=-= 能够达到的最大的功为:

1100075%750W Q kJ η==?=

(B )工质在吸热过程中与高温热源的温差为100K ,在过程中与低温热源的温差为50K 的情况下:

21145050

1170.6%1800100

T W Q T η+=

=-=-=- 转变的功为:

1100070.6%706W Q kJ η==?=

3.答案:喉部截面积321.0=c f m 2,喷管出口的截面积

20.438f =m 2

,出口截面处气体的温度为828.67K

哈工大机械原理课程设计

Harbin Institute of Technology 机械原理课程设计说明书 课程名称:机械原理 设计题目:产品包装生产线(方案1) 院系:机电学院 班级: 设计者: 学号: 指导教师: 设计时间:

一、绪论 机械原理课程设计是在我们学习了机械原理之后的实践项目,通过老师和书本的传授,我们了解了机构的结构,掌握了机构的简化方式与运动规律,理论知识需要与实践相结合,这便是课程设计的重要性。我们每个人都需要独立完成一个简单机构的设计,计算各机构的尺寸,同时还需要编写符合规范的设计说明书,正确绘制相关图纸。 通过这个项目,我们应学会如何收集与分析资料,如何正确阅读与书写说明书,如何利用现代化的设备辅助工作。这种真正动手动脑的设计有效的增强我们对该课程的理解与领会,同时培养了我们的创新能力,为以后机械设计课程打下了坚实的基础。 二、设计题目 产品包装生产线使用功能描述 图中所示,输送线1上为小包装产品,其尺寸为长?宽?高=600?200?200,小包装产品送至A处达到2包时,被送到下一个工位进行包装。原动机转速为1430rpm,每分钟向下一工位可以分别输送14,22,30件小包装产品。 产品包装生产线(方案一)功能简图 三、设计机械系统运动循环图 由设计题目可以看出,推动产品在输送线1上运动的是执行构件1,在A处把产品推到下一工位的是执行构件2,这两个执行构件的运动协调关系如图所示。 ?1?1 执行构件一 执行构件二 ?01?02 运动循环图

图中?1 是执行构件1的工作周期,?01 是执行构件2的工作周期,?02是执行构件2的动作周期。因此,执行构件1是做连续往复运动,执行构件2是间歇运动,执行构件2的工作周期?01 是执行构件1的工作周期T1的2倍。执行构件2的动作周期?02则只有执行构件1的工作周期T1的二分之一左右。 四、 设计机械系统运动功能系统图 根据分析,驱动执行构件1工作的执行机构应该具有的运动功能如图所示。运动功能单元把一个连续的单向传动转换为连续的往复运动,主动件每转动一周,从动件(执行构件1)往复运动一次,主动件转速分别为14,22,30rpm 14,22,30rpm 执行机构1的运动功能 由于电动机的转速为1430rpm ,为了在执行机构1的主动件上分别得到14、22、30rpm 的转速,则由电动机到执行机构1之间的总传动比i z 有3种,分别为 i z1= 141430 =102.14 i z2=221430=65.00 i z3=30 1430=47.67 总传动比由定传动比i c 和变传动比i v 两部分构成,即 i z1=i c i v1 i z2=i c i v2 i z3=i c i v3 3种总传动比中i z1最大,i z3最小。由于定传动比i c 是常数,因此,3种变传动比中i v1最大,i v3最小。为满足最大传动比不超过4,选择i v1 =4 。 定传动比为 i c = v1 z1i i =4102.14=25.54 变传动比为 i v2= c z2i i =54.2565=2.55 i v3= c z3i i =54 .2547.67=1.87 传动系统的有级变速功能单元如图所示。 i=4,2.55,1.87 有级变速运动功能单元

哈工大工程热力学习题

第3章 热力学第一定律 本章基本要求 深刻理解热量、储存能、功的概念,深刻理解内能、焓的物理意义 理解膨胀(压缩)功、轴功、技术功、流动功的联系与区别 本章重点 熟练应用热力学第一定律解决具体问题 热力学第一定律的实质: 能量守恒与转换定律在热力学中的应用 收入-支出=系统储能的变化 = +sur sys E E 常数 对孤立系统:0=?isol E 或 0=?+?sur sys E E 第一类永动机:不消耗任何能量而能连续不断作功的循环发动机。 3.1系统的储存能 系统的储存能的构成:内部储存能+外部储存能 一.内能 热力系处于宏观静止状态时系统内所有微观粒子所具有的能量之和,单位质量工质所具有的内能,称为比内能,简称内能。U=mu 内能=分子动能+分子位能 分子动能包括: 1.分子的移动动能 2。分子的转动动能. 3.分子内部原子振动动能和位能 分子位能:克服分子间的作用力所形成 u=f (T,V) 或u=f (T,P) u=f (P,V)

注意: 内能是状态参数. 特别的: 对理想气体u=f (T) 问题思考: 为什么? 外储存能:系统工质与外力场的相互作用(如重力位能)及以外界为参考坐标的系统宏观运动所具有的能量(宏观动能)。 宏观动能:2 2 1mc E k = 重力位能:mgz E p = 式中 g —重力加速度。 系统总储存能:p k E E U E ++= 或mgz mc U E ++ =2 2 1 gz c u e ++ =2 21 3.2 系统与外界传递的能量 与外界热源,功源,质源之间进行的能量传递 一、热量 在温差作用下,系统与外界通过界面传递的能量。 规定: 系统吸热热量为正,系统放热热量为负。 单位:kJ kcal l kcal=4.1868kJ 特点: 热量是传递过程中能量的一种形式,热量与热力过程有关,或与过程的路径有关. 二、功 除温差以外的其它不平衡势差所引起的系统与外界传递的能量. 1.膨胀功W :在力差作用下,通过系统容积变化与外界传递的能量。 单位:l J=l Nm 规定: 系统对外作功为正,外界对系统作功为负。

哈工大工程热力学习题

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∮d s =0,而工质经历一不可逆循环,其∮d s >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 1 1212-???? ??= ( ) 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 s y s +△S s u r = 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 12? (B )d pv ()12? (C )pdu 1 2 ?+p 1v 1-p 2v 2 3.多级(共Z 级)压气机压力比的分配原则应是_________ (A )βi = (P Z+1 +P 1)/ Z (B )βi = (P Z+1 / P 1)1 / Z (C )βi = P Z+1/P 1 (D )βi =(P Z+1 / P 1)/ 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

哈工大机械原理考研-习题

1 例2-10 在例2-10图所示中,已知各构件的尺寸及机构的位置,各转动副处的摩擦圆如图中虚线圆,移动副及凸轮高副处的摩擦角为?,凸轮顺时针转动,作用在构件4上的工作阻力为Q 。试求该图示位置: 1. 各运动副的反力(各构件的重力和惯性力均忽略不计); 2. 需施加于凸轮1上的驱动力矩1M ; 3 . 机构在图示位置的机械效率η。 例2-10 解题要点: 考虑摩擦时进行机构力的分析,关键是确定运动副中总反力的方向。为了确定总反力的方向,应先分析各运动副元素之间的相对运动,并标出它们相对运动的方向;然后再进行各构件的受力分析,先从二力构件开始,在分析三力构件。 解:选取长度比例尺l μ(m/mm)作机构运动简图。 1. 确定各运动副中总反力的方向。如例2-10(a)图,根据机构的运动情况和力的平衡条件,先确定凸轮高副处的总反力12R 的方向,该力方向与接触点B 处的相对速度21B B v 的方向成090?+角。再由51R 应切于运动副A 处的摩擦圆,且对A 之矩的方向与1ω方向相反,同时与12R 组成一力偶与1M 平衡,由此定出51R 的方向;由于连杆3为二力构件,其在D ,E 两转动副受两力23R 及43R 应切于该两处摩擦圆,且大小相等方向相反并共线,可确定出23R 及43R 的作用线,也即已知32R 及34R 的方向线;总反力52R ,应切于运动副C 处的摩擦圆,且对C 之矩的方向应与25ω方向相反,同时构件2受到12R ,52R 及32R 三个力,且应汇交于一点,由此可确定出52R 的方向线;滑块4所受总反力54R 应与45v 的方向成090?+角,同时又受到34R ,54R 及Q 三个力,也应汇交于一点,由此可确定出54R 的方向线。 2. 求各运动副中总反力的大小。 分别取构件2,4为分离体,列出力平衡方程式 构件2 1232520R R R ++= 构件4 34540R R Q ++=

哈工大工程热力学习题答案——杨玉顺版

第二章 热力学第一定律 思 考 题 1. 热量和热力学能有什么区别?有什么联系? 答:热量和热力学能是有明显区别的两个概念:热量指的是热力系通过界面与外界进行的热能交换量,是与热力过程有关的过程量。热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的;而热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合,是与热力过程无关而与热力系所处的热力状态有关的状态量。简言之,热量是热能的传输量,热力学能是能量?的储存量。二者的联系可由热力学第一定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出;热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热力学能的变化。 2. 如果将能量方程写为 或 d d q h v p δ=- 那么它们的适用范围如何? 答:二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。因为 u h pv =-,()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭口系将 du 代入第一式得 q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。 3. 能量方程 δq u p v =+d d (变大) 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+(变大) 很相像,为什么热量 q 不是状态参数,而焓 h 是状态参数? 答:尽管能量方程 q du pdv δ=+ 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+(变大)似乎相象,但两者的数学本质不同,前者不是全微分的形式,而后者是全微分的形式。是否状态参数的数学检验就是,看该参数的循环积分是否为零。对焓的微分式来说,其循环积分:()dh du d pv =+??? 因为 0du =?,()0d pv =? 所以 0dh =?, 因此焓是状态参数。 而对于能量方程来说,其循环积分: 虽然: 0du =? 但是: 0pdv ≠? 所以: 0q δ≠? 因此热量q 不是状态参数。 4. 用隔板将绝热刚性容器分成A 、B 两部分(图2-13),A 部分装有1 kg 气体,B 部分为高度真空。将隔板抽去后,气体热力学能是否会发生变化?能不能用 d d q u p v δ=+ 来分析这一过程?

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第二章 热力学第一定律 思 考 题 1. 热量和热力学能有什么区别?有什么联系? 答:热量和热力学能是有明显区别的两个概念:热量指的是热力系通过界面与外界进行的热能交换量,是与热力过程有关的过程量。热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的;而热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合,是与热力过程无关而与热力系所处的热力状态有关的状态量。简言之,热量是热能的传输量,热力学能是能量?的储存量。二者的联系可由热力学第一定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出;热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热力学能的变化。 2. 如果将能量方程写为 d d q u p v δ=+ 或 d d q h v p δ=- 那么它们的适用范围如何? 答:二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。因为 u h pv =-,()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭口系将 du 代入第一式得 q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。 3. 能量方程 δq u p v =+d d (变大) 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+(变大) 很相像,为什么热量 q 不是状态参数,而焓 h 是状态参数? 答:尽管能量方程 q du pdv δ=+ 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+(变大)似乎相象,但两者 的数学本质不同,前者不是全微分的形式,而后者是全微分的形式。是否状态参数的数学检验就是,看该参数的循环积分是否为零。对焓的微分式来说,其循环积分:()dh du d pv =+???蜒? 因为 0du =??,()0d pv =?? 所以 0dh =??, 因此焓是状态参数。 而对于能量方程来说,其循环积分: q du pdv δ=+???蜒?

哈工大机械原理大作业_凸轮机构设计(第3题)

机械原理大作业二 课程名称:机械原理 设计题目:凸轮设计 院系:机电学院 班级: 1208103 完成者: xxxxxxx 学号: 11208103xx 指导教师:林琳 设计时间: 2014.5.2

工业大学 凸轮设计 一、设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮,其原始参数见表,据此设计该凸轮。 二、凸轮推杆升程、回程运动方程及其线图 1 、凸轮推杆升程运动方程(6 50π?≤ ≤) 升程采用正弦加速度运动规律,故将已知条件mm h 50=,6 50π =Φ带入正弦加速度运动规律的升程段方程式中得: ??? ?? ???? ??-=512sin 215650?ππ?S ;

?? ? ?????? ??-= 512cos 1601ππωv ; ?? ? ??= 512sin 1442 1?π ωa ; 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程( π?π ≤≤6 5) mm h s 50==; 0==a v ; 3、凸轮推杆回程运动方程(9 14π ?π≤≤) 回程采用余弦加速度运动规律,故将已知条件mm h 50=,9 5'0π= Φ,6 s π = Φ带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得: ?? ? ???-+=)(59cos 125π?s ; ()π?ω--=59 sin 451v ; ()π?ω-=59 cos 81-a 21; 4、凸轮推杆回程近休止角运动方程(π?π 29 14≤≤) 0===a v s ; 5、凸轮推杆位移、速度、加速度线图 根据以上所列的运动方程,利用matlab 绘制出位移、速度、加速度线图。 ①位移线图 编程如下: %用t 代替转角 t=0:0.01:5*pi/6; s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(t,s); t=5*pi/6:0.01:pi; s=50; hold on plot(t,s); t=pi:0.01:14*pi/9; s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5));

哈工大机械原理试卷

一.填空题(本大题共7小题,每空1分, 共15分) 1. 按照两连架杆可否作整周回转,平面连杆机构分为 、 和 。 2. 平面连杆机构的 角越大,机构的传力性能越好。 3. 运动副按接触形式的不同,分为 和 。 4.直齿圆柱齿轮正确啮合条件是两齿轮的 和 分别相等。 5. 凸轮从动件按其端部的形状可分为 从动件、 从动件和 从动件动件。 6. 机构具有确定运动的条件是: 。 7.通过将铰链四杆机构的转动副之一转化为移动副时,则可得到具有移动副的 机构、 机构、摇块机构和 机构。 二.选择题(本大题共15小题,每小题1分,共15分) 1. 要实现两相交轴之间的传动,可采用 传动。 A .直齿圆柱齿轮 B .斜齿圆柱齿轮 C .直齿锥齿轮 D .蜗杆蜗轮 2. 我国标准规定,对于标准直齿圆柱齿轮,其ha*= 。 A .1 B .0.25 C .0.2 D .0.8 3. 在机械传动中,若要得到大的传动比,则应采用 传动。 A. 圆锥齿轮 B. 圆柱齿轮 C. 蜗杆 D. 螺旋齿轮 4. 当四杆机构处于死点位置时,机构的压力角为 。 A .0° B .90° C .45° D .15° 5. 一般情况凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的 机构。 A .转动副 B .移动副 C .高副 D .空间副 6. 齿轮的渐开线形状取决于它的 直径。 A .齿顶圆 B .分度圆 C .基圆 D .齿根圆 7. 对于滚子从动件盘形凸轮机构,滚子半径 理论轮廓曲线外凸部分的最小曲率半径。 A .必须小于 B .必须大于 C .可以等于 D .与构件尺寸无关 8. 渐开线直齿圆柱齿轮中,齿距p ,法向齿距n p ,基圆齿距b p 三者之间的关系为 。 A.p p p n b <= B.p p p n b << C.p p p n b >> D. p p p n b => 9. 轻工机械中常需从动件作单向间歇运动,下列机构中不能实现该要求的是 。 A.棘轮机构 B.凸轮机构 C.槽轮机构 D.摆动导杆机构 10. 生产工艺要求某机构将输入的匀速单向转动,转变为按正弦规律变化的移动输出,一种可供选择的机构是 。

哈工大2011年大学物理试题

大学物理期末考题(A) 2003年1月10日 得分__________ 班级_________姓名_________学号___________ 序号____________ 注意:(1)共三张试卷。(2)填空题★空白处写上关键式子,可参考给分。计算题要排出必要的方程,解题的关键步骤,这都是得分和扣分的依据。(3)不要将订书钉拆掉。(4)第4、5页是草稿纸。 一、选择题 1、在宽度a =0.05mm 的狭缝后置一焦距f 为0.8m 的透镜, 有一屏幕处在透镜的焦平面上,如图所示。现将某单色光垂直照射在单缝上,在屏幕上形成单缝衍射条纹,试问:若在离中央明条纹上方x =1.6cm 的P 处恰为暗条纹,则该光的波长约为 (a) 450nm (b) 500nm (c) 550nm (d) 600nm _____________ 1、在宽度a =0.05mm 的狭缝后置一焦距f 为0.8m 的透镜,有一屏幕处在透镜的焦平面上,如图所示。现将某单色光垂直照射在单缝上,在屏幕上形成单缝衍射条纹,试问:若在离中央明条纹上方x =1.6cm 的P 处恰为暗条纹,则该光的波长约为 (a) 450nm (b) 500nm (c) 550nm (d) 600nm 选_____B ______ λ θθk a f x ==sin kf ax = ?λ 2、在牛顿环实验中,观察到的牛顿环的干涉圆环形条纹第9级明条纹所占的面积与第16级明条纹所占的面积之比约为 (a) 9/16 (b) 3/4 (c) 1/1 (d) 4/3 (e) 16/9 选_____________ 2、在牛顿环实验中,观察到的牛顿环的干涉圆环形条纹第9级明条纹所占的面积与第16级明条纹所占的面积之比约为 (a) 9/16 (b) 3/4 (c) 1/1 (d) 4/3 (e) 16/9 选_____C ______ 明:2 ) 12(λ -= k R r , 暗:λRk r = , λπR S S k k =-+1 3、用频率为ν的单色光照射某金属时,逸出光电子的动能为k E ,若改用频率 2ν的单色光照射该金属时,则逸出光电子的动能为 (a )k E 2 (b) k E h -ν (c) k E h +ν (d) k E h -ν2 选_____________

2015-哈工大高等热力学-复习与思考题

2015年秋季学期《高等热力学》复习题及思考题(张昊春讲授部分) 一. 论述题 1. 简述最小熵产原理的内容。 2. 线性不可逆过程热力学的基本假设和主要内容。 3. 流动与传热过程的基本熵产计算公式。 4. 耗散结构的特点及其热力学解释。 5. 简述互唯象系数的物理含义。 6. 实际气体的状态方程具有哪些特征。 对比理想气体的状态方程g pv R T = Van der Waals 方程 2RT a p v b v = -- RK 方程 0.5 ()RT a p v b T v v b = --+ Wilson 方程 () RT a p v b v v b = - -+ PR 方程 ()()RT a p v b v v b b v b = - -++- PT 方程 ()()R T a p v b v v b c v b = - -++- 实际气体状态方程考虑到了气体分子具有一定的体积,所以用分子可自由活动的空间-b ν来取代理想气体状态方程中的体积v ,考虑到气体分子间的引力作用,气体 对容器壁面所施加的压力要比理想气体的小,用内压力修正压力项。 7. 实际流体如何对压缩因子进行通用化关联。 对多种流体的实验数据分析显示,接近各自的临界点时,所有流体都显示出相似的性质,因此产生了用相对于临界参数的对比值,代替压力、温度和比体积的绝对值,并用它们导出普遍适用的实际气体状态方程的想法。 实际流体的压缩因子是温度和压力的函数,在没有足够多的p-v-T 数据关联状态方程的条件下,可以用对比态原理估算压缩因子。 对比态原理:当用一组无量纲的对比参数表示流体性质时,所有流体具有同

哈工大机械原理大作业

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 机械原理大作业一 课程名称:机械原理 设计题目:连杆机构运动分析 院系:机电学院 班级:1208105 分析者:殷琪 学号: 指导教师:丁刚 设计时间: 哈尔滨工业大学 设计说明书 1 、题目 如图所示机构,一只机构各构件的尺寸为AB=100mm,BC=,CE=,BE=,CD=,AD=,AF=7AB,DF=,∠BCE=139?。构件1的角速度为ω1=10rad/s,试求构件2上点E的轨迹及构件5的角位移、角速度和角加速度,并对计算结果进行分析。 2、机构结构分析

该机构由6个构件组成,4和5之间通过移动副连接,其他各构件之间通过转动副连接,主动件为杆1,杆2、3、4、5为从动件,2和3组成Ⅱ级RRR 基本杆组,4和5组成Ⅱ级RPR 基本杆组。 如图建立坐标系 3、各基本杆组的运动分析数学模型 1) 位置分析 2) 速度和加速度分析 将上式对时间t 求导,可得速度方程: 将上式对时间t 求导,可得加速度方程: RRR Ⅱ级杆组的运动分析 如下图所示 当已知RRR 杆组中两杆长L BC 、L CD 和两外副B 、D 的位置和运动时,求内副C 的位置、两杆的角位置、角运动以及E 点的运动。 1) 位置方程 由移项消去j ?后可求得i ?: 式中, 可求得j ?: E 点坐标方程: 其中 2) 速度方程 两杆角速度方程为 式中, 点E 速度方程为 3) 加速度方程 两杆角加速度为 式中, 点E 加速度方程为 RPR Ⅱ级杆组的运动分析 (1) 位移方程 (2)速度方程 其中 (3)加速度方程 4、 计算编程 利用MATLAB 软件进行编程,程序如下: % 点B 和AB 杆运动状态分析 >>r=pi/180; w 1=10; e 1=0; l 1=100; Xa=0; Ya=0;

哈工大工程热力学教案

绪论 (2学时) 一、基本知识点 基本要求 理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究内容和研究方法 ·理解热能利用的两种主要方式及其特点 ·了解常用的热能动力转换装置的工作过程 1.什么是工程热力学 从工程技术观点出发,研究物质的热力学性质,热能转换为机械能的规律和方法,以及有效、合理地利用热能的途径。 电能一一机械能 锅炉一一烟气一一水一一水蒸气一一(直接利用) 供热 锅炉一一烟气一一水一一水蒸气一一汽轮机一一 (间接利用)发电 冰箱一一-(耗能) 制冷 2.能源的地位与作用及我国能源面临的主要问题 3. 热能及其利用 (1).热能:能量的一种形式 (2).来源:一次能源:以自然形式存在,可利用的能源。

如风能,水力能,太阳能、地热能、化学能和核能等。 二次能源:由一次能源转换而来的能源,如机械能、机械能等。 (3).利用形式: 直接利用:将热能利用来直接加热物体。如烘干、采暖、熔炼(能源消耗比例大) 间接利用:各种热能动力装置,将热能转换成机械能或者再转换成电能, 4..热能动力转换装置的工作过程 5.热能利用的方向性及能量的两种属性 过程的方向性:如:由高温传向低温 能量属性:数量属性、,质量属性 (即做功能力) 注意: 数量守衡、质量不守衡 提高热能利用率:能源消耗量与国民生产总值成正比。 6.本课程的研究对象及主要内容 研究对象:与热现象有关的能量利用与转换规律的科学。 研究内容: (1).研究能量转换的客观规律,即热力学第一与第二定律。

(2).研究工质的基本热力性质。 (3).研究各种热工设备中的工作过程。 (4).研究与热工设备工作过程直接有关的一些化学和物理化学问题。 7..热力学的研究方法与主要特点 (1)宏观方法:唯现象、总结规律,称经典热力学。 优点:简单、明确、可靠、普遍。 缺点:不能解决热现象的本质。 (2)微观方法:从物质的微观结构与微观运动出发,统计的方法总结规律,称统计热力学。 优点:可解决热现象的本质。缺点:复杂,不直观。 主要特点:三多一广,内容多、概念多、公式多。 联系工程实际面广。条理清楚,推理严格。 二、重点、难点 重点:热能利用的方向性及能量的两种属性 难点:使学生认识到学习本课程的重要性,激发学生的学习兴趣和学习积极性,教会学生掌握专业基础课的学习方法。 四、德育点

哈工大机械原理课程—产品包装线方案9

哈工大机械原理课程—产品包装线方案9

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书(论文) 课程名称:机械原理课程设计 设计题目:产品包装生产线(方案9) 院系:机电工程学院 班级: 设计者: 学号: 指导教师:陈明 设计时间:2013.07.01-2013.07.05

哈尔滨工业大学 目录 一.题目要求 (3) 二.题目解答 1.工艺方法分析 (3) 2.运动功能分析及图示 (4) 3.系统运动方案的拟定 (8) 4.系统运动方案设计 (13) 5.运动方案执行构件的运动时序分析 (19) 6.运动循环图 (21)

产品包装生产线(方案9) 1.题目要求 如图1所示,输送线1上为小包装产品,其尺寸为长*宽*高=500*200*200,采取步进式输送方式,将第一包和第二包产品送至托盘A上(托盘A上平面与输送线1的上平面同高),每送一包产品至托盘A上,托盘A下降200mm。当第三包产品送到托盘A上后,托盘A上升405mm、顺时针旋转90°,把产品推入输送线2。然后,托盘A逆时针回转90°、下降5mm恢复至原始位置。原动机转速为1430rpm,产品输送量分三档可调,每分钟向输送线2分别输送6、12、18件小包装产品。 图1功能简图

2.题目解答 (1)工艺方法分析 由题目和功能简图可以看出,推动产品在输送线1上运动的是执行机构1,在A处使产品上升、转位的是执行构件2,在A处把产品推到下一个工位的是执行构件3,三个执行构件的运动协调关系如图所示。 下图中T1为执行构件1的工作周期,T2是执行构件2的工作周期,T3是执行构件3的工作周期,T3’是执行构件3的动作周期。由图2可以看出,执行构件1是作连续往复移动的,而执行构件2则有一个间歇往复运动和一个间歇转动,执行构件3作一个间歇往复运动。三个执行构件的工作周期关系为:3T1= T2= T3。执行构件3的动作周期为其工作周期的1/20。 图2 运动循环图 (2)运动功能分析及运动功能系统图 根据前面的分析可知,驱动执行构件1工作的执行机构应该具有运动功能如

哈工大机械原理大作业

连杆的运动的分析 一.连杆运动分析题目 图1-13 连杆机构简图 二.机构的结构分析及基本杆组划分 1.。结构分析与自由度计算 机构各构件都在同一平面内活动,活动构件数n=5, PL=7,分布在A、B、C、E、F。没有高副,则机构的自由度为 F=3n-2PL-PH=3*5-2*7-0=1 2.基本杆组划分 图1-13中1为原动件,先移除,之后按拆杆组法进行拆分,即可得到由杆3和滑块2组成的RPR II级杆组,杆4和滑块5组成的RRP II级杆组。机构分解图如下:

图二 图一 图三 三.各基本杆组的运动分析数学模型 图一为一级杆组, ? c o s l A B x B =, ? sin lAB y B = 图二为RPR II 杆组, C B C B j j B E j B E y y B x x A A B S l C E y x S l C E x x -=-==-+=-+=0000 )/a r c t a n (s i n )(c o s )(?? ? 由此可求得E 点坐标,进而求得F 点坐标。 图三为RRP II 级杆组, B i i E F i E F y H H A l E F A l E F y y l E F x x --==+=+=111)/a r c s i n (s i n c o s ??? 对其求一阶导数为速度,求二阶导数为加速度。

lAB=108; lCE=620; lEF=300; H1=350; H=635; syms t; fai=(255*pi/30)*t; xB=lAB*cos(fai); yB=lAB*sin(fai); xC=0; yC=-350; A0=xB-xC; B0=yB-yC; S=sqrt(A0.^2+B0.^2); zj=atan(B0/A0); xE=xB+(lCE-S)*cos(zj); yE=yB+(lCE-S)*sin(zj); a=0:0.0001:20/255; Xe=subs(xE,t,a); Ye=subs(yE,t,a); A1=H-H1-yB; zi=asin(A1/lEF); xF=xE+lEF*cos(zi); vF=diff(xF,t); aF=diff(xF,t,2); m=0:0.001:120/255; xF=subs(xF,t,m); vF=subs(vF,t,m); aF=subs(aF,t,m); plot(m,xF) title('位移随时间变化图像') xlabel('t(s)'),ylabel(' x') lAB=108; lCE=620; lEF=300; H1=350; H=635; syms t; fai=(255*pi/30)*t; xB=lAB*cos(fai); yB=lAB*sin(fai); xC=0;

第7章,工程热力学(哈工大)

第7章 水 蒸 汽 7.1 本章基本要求 理解水蒸汽的产生过程,掌握水蒸汽状态参数的计算,学会查水蒸汽图表和正确使用水蒸汽h -s 图。 掌握水蒸汽热力过程、功量、热量和状态参数的计算方法。 自学水蒸汽基本热力过程(§7-4)。 7.2 本章难点 1.水蒸汽是实际气体,前面章节中适用于理想气体的计算公式,对于水蒸汽不能适用,水蒸汽状态参数的计算,只能使用水蒸汽图表和水蒸汽h-s 图。 2.理想气体的内能、焓只是温度的函数,而实际气体的内能、焓则和温度及压力都有关。 3.查水蒸汽h -s 图,要注意各热力学状态参数的单位。 7.3 例题 例1:容积为0.63m 的密闭容器内盛有压力为3.6bar 的干饱和蒸汽,问蒸汽的质量为多少,若对蒸汽进行冷却,当压力降低到2bar 时,问蒸汽的干度为多少,冷却过程中由蒸汽向外传出的热量为多少 解:查以压力为序的饱和蒸汽表得: 1p =3.6bar 时,"1v =0.51056kg m /3 "1h =2733.8kJ /kg 蒸汽质量 m=V/"1v =1.1752kg 查饱和蒸汽表得: 2p =2bar 时,'2v =0.0010608kg m /3 "2v =0.88592kg m /3 '2 h =504.7kJ /kg ''2 h =2706.9kJ /kg 在冷却过程中,工质的容积、质量不变,故冷却前干饱和蒸汽的比容等于冷却后湿蒸汽的比容即: "1v =2x v

或"1v =''2 2'22)1(v x v x +- 由于"1v ≈''22v x =≈"2 "12v v x 0.5763 取蒸汽为闭系,由闭系能量方程 w u q +?= 由于是定容放热过程,故0=w 所以 1212u u u q -=?= 而u =h -pv 故 )()("11"1222v p h v p h q x x ---= 其中:2x h =''2 2'22)1(h x h x +-=1773.8kJ /kg 则 3.878-=q kJ /kg Q=mq=1.1752?(-878.3) =-1032.2kJ 例2:1p =50bar C t 01400=的蒸汽进入汽轮机绝热膨胀至2p =0.04bar 。设环境温度C t 0020=求: (1)若过程是可逆的,1kg 蒸汽所做的膨胀功及技术功各为多少。 (2)若汽轮机的相对内效率为0.88时,其作功能力损失为多少 解:用h -s 图确定初、终参数 初态参数:1p =50bar C t 01400=时,1h =3197kJ /kg 1v =0.058kg m /3 1s =6.65kJ /kgK 则1111v p h u -==2907 kJ /kg6.65kJ /kgK 终态参数:若不考虑损失,蒸汽做可逆绝热膨胀,即沿定熵线膨胀至2p =0.04bar ,此过程在h-s 图上用一垂直线表示,查得2h =2020 kJ /kg 2v =0.058kg m /3 2s =1s =6.65kJ /kgK 2222v p h u -==1914 kJ /kg 膨胀功及技术功:21u u w -==2907-1914=993 kJ /kg 21h h w t -==3197-2020=1177 kJ /kg 2)由于损失存在,故该汽轮机实际完成功量为

哈工大机械原理课程设计

产品包装生产线(方案7) 1.设计课题概述 如图1所示,输送线1上为小包装产品,其尺寸为长*宽*高=600*200*200,采取步进式输送方式,送第一包产品至托盘A上(托盘A上平面与输送线1的上平面同高)后,托盘A下降200mm,第二包产品送到后,托盘A上升205mm、顺时针旋转90°,把产品推入输送线2,托盘A逆时针回转90°、下降5mm回复到原始位置。原动机转速为1430rpm,产品输送量分三档可调,每分钟向输送线2分别输送10、16、22件小包装产品。 图1功能简图 2.设计课题工艺分析 由题目和功能简图可以看出,推动产品在输送线1上运动的是执行机构1,在A处使产品上升、转位的是执行构件2,在A处把产品推到下一个工位的是执行构件3,三个执行构件的运动协调关系如图所示。 T T1 执行构件运动情况 执行构件1 进退进退停 执行构件2 停降停升停降 停转+90o 停转-90o 停 执行构件3 停进退停 图2 运动循环图 图1中T1为执行构件1的工作周期,T2是执行构件2的工作周期,T3是执行构件3的工作周期,T3’是执行构件3的动作周期。由图2可以看出,执行构

件1是作连续往复移动的,而执行构件2则有一个间歇往复运动和一个间歇转动,执行构件3作一个间歇往复运动。三个执行构件的工作周期关系为:2T1= T2= T3。执行构件3的动作周期为其工作周期的1/20。 3.设计课题运动功能分析及运动功能系统图 根据前面的分析可知,驱动执行构件1工作的执行机构应该具有运动功能如图3所示。该运动功能把一个连续的单向转动转换为连续的往复移动,主动件每转动一周,从动件(执行构件1)往复运动两次,主动件的转速分别为5、8、11 rpm。 5、8、11 rpm 图3 执行机构1的运动功能 由于电动机转速为1430rpm,为了在执行机构1的主动件上分别得到5、8、11 rpm的转速,则由电动机到执行机构之间的传动比i z有3种分别为: 总传动比由定传动比i c与变传动比i v组成,满足以下关系式: i z1 = i c i v1 i z2=i c i v2 i z3=i c i v3 三种传动比中i z1最大,i z3最小。由于定传动比i c是常数,因此3种传动比中i v1最大,i v3最小。若采用滑移齿轮变速,其最大传动比最好不要大于4,即: i v1=4 则有: i c= 故定传动比的其他值为: = = 于是,有级变速单元如图4: i = 4, 2.5, 1.818

哈工大机械原理大作业一12题

机械原理大作业(一) 作业名称:机械原理 设计题目:连杆机构运动分析 院系:机电工程学院 班级: 设计者: 学号: 指导教师: 设计时间: 2014年6月3日 哈尔滨工业大学机械设计

连杆机构运动分析 (12)题:图1-12所示的六连杆机构中,各构件尺寸分别为:AB l =200mm ,BC l =500mm ,CD l =800mm ,F x =400mm ,D x =350mm , D y =350mm ,1 =100rad/s ,求构件5上的F 点的位移、速度和加速度。 1.建立直角坐标系 以F 点为直角坐标系的原点建立直角坐标系X-Y ,如下图所示。

2.机构结构分析 该机构由I级杆组RR(原动件AB)、II级杆组RRR(杆2、3)、II级杆组PRP(杆5、滑块4)组成。 3.各基本杆组运动分析 1.I级杆组RR(原动件AB) 已知原动件AB的转角 ?2 π = ~ 原动件AB的角速度 ω = 10 rad/ s

原动件AB 的角加速度 =α 运动副A 的位置 0,400=-=A A y x 运动副A 的速度 0,0==A A v v 运动副A 的加速度 0,0==A A a a 可得: )cos(?AB A B l x x += )sin(?AB A B l y y += 速度和加速度分析: )sin(???-=AB xA xB l w v v ) sin(???+=AB yA yB l w v v )sin()cos(2??AB AB xA xB el l w a a --= )()s i n (2??c o a el l w a a AB AB yA yB +-= 2.II 级杆组RRR (杆2、3) 杆2的角位置、角速度、角加速度

哈工大机械原理考研-习题

例2-10 在例2-10图所示中,已知各构件的尺寸及机构的位置,各转动副处的摩擦圆如图 中虚线圆,移动副及凸轮高副处的摩擦角为?,凸轮顺时针转动,作用在构件4上的工作阻力为Q 。试求该图示位置: 1. 各运动副的反力(各构件的重力和惯性力均忽略不计); 2. 需施加于凸轮1上的驱动力矩1M ; 3. 机构在图示位置的机械效率η。 例2-10 解题要点: 考虑摩擦时进行机构力的分析,关键是确定运动副中总反力的方向。为了确定总反力的方向,应先分析各运动副元素之间的相对运动,并标出它们相对运动的方向;然后再进行各构件的受力分析,先从二力构件开始,在分析三力构件。 解:选取长度比例尺l μ(m/mm)作机构运动简图。 1. 确定各运动副中总反力的方向。如例2-10(a)图,根据机构的运动情况和力的平衡条件,先确定凸轮高副处的总反力12R 的方向,该力方向与接触点B 处的相对速度21 B B v 的方向成 90?+角。再由51R 应切于运动副A 处的摩擦圆,且对A 之矩的方向与1ω方向相反,同 时与12R 组成一力偶与1M 平衡,由此定出51R 的方向;由于连杆3为二力构件,其在D ,E 两转动副受两力23R 及43R 应切于该两处摩擦圆,且大小相等方向相反并共线,可确定出23R 及43R 的作用线,也即已知32R 及34R 的方向线;总反力52R ,应切于运动副C 处的摩擦圆,且对C 之矩的方向应与25ω方向相反,同时构件2受到12R ,52R 及32R 三个力,且应汇交于一点,由此可确定出52R 的方向线;滑块4所受总反力54R 应与45v 的方向成0 90 ?+角, 同时又受到34R ,54R 及Q 三个力,也应汇交于一点,由此可确定出54R 的方向线。 2. 求各运动副中总反力的大小。 分别取构件2,4为分离体,列出力平衡方程式 构件2 1232520R R R ++= 构件4 34540R R Q ++=

哈工大工程热力学习题答案——杨玉顺版

哈工大工程热力学习题答案——杨玉顺版

第二章 热力学第一定律 思 考 题 1. 热量和热力学能有什么区别?有什么联系? 答:热量和热力学能是有明显区别的两个概念:热量指的是热力系通过界面与外界进行的热 能交换量,是与热力过程有关的过程量。热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的;而 热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合,是与热力过程无关而与热力 系所处的热力状态有关的状态量。简言之,热量是热能的传输量,热力学能是能量?的储存量。 二者的联系可由热力学第一定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出;热量的传输除了可能引起做功或 者消耗功外还会引起热力学能的变化。 2. 如果将能量方程写为 d d q u p v δ=+ 或 d d q h v p δ=- 那么它们的适用范围如何? 答:二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。因为 u h pv =-,()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭口系将 du 代入第一式得 q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。 3. 能量方程 δq u p v =+d d (变大) 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+(变大) 很相像,为什么热量 q 不是状态参数,而焓 h 是状态参数? 答:尽管能量方程 q du pdv δ=+ 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+(变大)似乎相象,但两者 的数学本质不同,前者不是全微分的形式,而后者是全微分的形式。是否状态参数的数学检验就 是,看该参数的循环积分是否为零。对焓的微分式来说,其循环积分:()dh du d pv = +???蜒? 因为 0du =??,()0d pv =?? 所以 0dh =??, 因此焓是状态参数。 而对于能量方程来说,其循环积分: q du pdv δ=+???蜒?

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