热工流体基础简答题参考.

热工流体基础复习题（18学时）

时间仓促，可能有不对的地方，请谅解，希望对大家有帮助。

一、简答题部分

1、需要几个参数才能确定汽轮机或锅炉中水蒸气的状态？

答：需要两个独立的状态参数才能确定汽轮机或锅炉中水蒸气的状态。

2、二回路中水蒸气总能量由几部分构成？

答：由内部储存能（包括化学能，核能，热力学能），外部储存能（宏观动能，宏观位能）

3、造成系统熵变的原因有哪些？

答：系统与外界进行的热量交换，系统与外界进行的质量交换与系统内的不可逆过程

4、可逆过程的功和热量如何计算？功和热量有什么异同点？如何理解功转变为热是无条件的而热转变为功是有限度的？

答：w u q +?=，热量?=2

1Tds q ，功?=2

1pdv w ；功和热量都是过程量，都是通过边界传递的能量，但功是与宏观整体运动形态相关的能量，其推动力是压力差，其标志是比体积的变化，热量是与杂乱的微粒运动相联系的能量，起推动力是温度差，其标志是比熵变化；功是与宏观整体运动形态相关的能量，其能量品质高，可以无条件全部转为热量，热量是与杂乱的微粒运动相联系的能量，其能量品质低，转为功是有限度的；

5、什么是卡诺循环？卡诺循环给我们什么样的启示？什么是卡诺定理？为什么今天我们还要讨论卡诺循环、卡诺定理？

答：卡诺循环由等温膨胀， 绝热膨胀，等温压缩，绝热压缩组成，最后工质返回初态；给我们的启示：1卡诺循环热效率取决于热源、冷源温度，最高不超过（1-Tc/Th);2热机的效率永小于1；3当Tc=Th 时，效率为0，单一热源的动力装置不存在；卡诺定理：在两个不同温度的恒温热源之间工作的所有热机中，以可逆热机的效率为最高；卡诺循环指出了热效率的极限，并给出了提高热效率的方法

6、热力学第一定律的实质是什么？请举核工程和生活中各2例说明。

答：热力学第一定律实质是能量守恒与转换定律在热现象中的应用，蒸汽发生器中冷却剂的热能转换成二回路工质的热能，汽轮机中工质的热能转换成汽轮机的机械能，

7、自发过程方向性的实质是什么？使自发过程的逆过程能进行的热力学本质是什么？

答：一切自发过程都像着系统熵增的方向进行；其热力学本质：消耗高品质能量，如机械能，使系统熵增。

8、热力学第二定律的本质是什么？请举工程和生活中各2例说明。

答：热力学第二定律实质是指出了热过程的方向性、条件和限度；第二类永动机不存在，热

机效率不能到1

9、什么是孤立系统的熵增原理？孤立系统内经过一个过程后其总能如何变化？举例说明孤立系统内经过不可逆过程后机械能损失与孤立系统熵变的关系。

答：S T g I 0=，孤立系统一切实际过程都像着是系统熵增大的方向进行，I 是系统熵增；

其总能不变，但机械能减少；S T g I 0=，例子：

10、什么是饱和状态？饱和状态的温度和压力能否单独变化？如何才能使未饱和水变为饱和水？什么是干度？为什么引进干度？什么是临界状态？水的临界压力和临界温度分别是多少？压水堆内温度是否可超过临界温度？

答：相变过程中，蒸发量和凝结量达到动态平衡的状态称为饱和状态；饱和状态下温度和压力存在着一一对应的关系，无法单独变化；使未饱和水成为饱和水的方法：一是保持压力不变提高温度，一是保持温度不变降低压力；干度是1kg 湿蒸汽中含有干蒸汽的质量百分数；对于湿蒸汽，仅依靠温度和压力无法确定其状态，需要知道饱和水和饱和蒸汽的比例，即干度；当温度和压力升高到某一确定值时，饱和水和饱和蒸汽有同样的比体积和熵，他们之间无差异，这一状态成为临界状态；水的临界参数，t=374.15，p=22.120MPa 。压水堆内温度不能超过临界温度。

11、水的定压加热汽化分几个阶段？各阶段的热量如何计算？水蒸气的汽化潜热是常数吗？随压力升高如何变化？

答：分为预热、汽化、过热三个阶段。43页公式42,43,45；不是，随压力升高而减小。

12、为什么蒸汽动力循环要采用再热？压水堆核电厂的再热循环有什么特点？

答：再热为了是减小进入汽轮机末阶的湿度，保证汽机安全；1重点是提高蒸汽干度；2汽水分离再热过程在增设的汽水分离再热器内进行

13、什么是抽汽回热？抽汽回热提高热效率的本质何在？

答：在蒸汽热力循环中，通常是从汽轮机抽出一部分蒸汽，用于循环工质的加热；本质：提高进入蒸汽发生器工质的平均温度，降低传热温差，循环可逆性减小。

14、理想流体的伯努利方程的物理意义及几何意义怎样理解？总流伯努利方程、黏性流体的伯努利方程与理想流体伯努利方程差异在哪里？

答：物理意义：单位质量流体具有的位势能、压力势能及动能之和是一个常数，或总机械能是常数；几何意义：同一流线上的同种流体，其速度水头、压力水头和位置水头之和是个常数； 理想流体伯努利方程g g c P z c P z f f 2222222111++=++γγ

总流伯努利方程：g g c P z c P z f f 222222

221111ααγγ++=++ 黏性流体的伯努利方程：

h c P z c P z w f f g g +++=++2222222111γγ

由于总流的有效断面上各运动参数一般是变化的，因此总流伯努利方程要修正；流层间的摩擦阻力会消耗机械能，因此总机械能将沿流程减小，黏性流体的伯努利方程多了损耗项。

15、层流和紊流各有什么特征？如何判别？

答：层流各流层之间无扰动，流动平稳；紊流时流体质点互相混杂，作无定向、无规律运动，流体内各点的速度、压力等参数在时间与空间上均具有随机性变化；用雷诺数进行判

断:μd

c f =Re .

16、工程上如何确定管道（圆管、非圆管）的阻力损失？管内流动的局部阻力系数和沿程阻力系数如何确定？

答：通过确定沿程阻力损失和局部阻力损失来确定管道的阻力损失。对于层流，其沿程阻力损失系数采用达西公式Re

64=λ；对于紊流采用查莫迪曲线图的方式确定沿程阻力损失系数沿程阻力损失系数；计算局部阻力损失时要采用相关的图表；如计算非圆管道时，要注意采用当量直径。

17、传热的基本型式有哪几种？

答：热传导，热辐射，热对流。

18、物质导热系数的变化特征是什么？

答:1固定>液体>气体2金属的最高；3良导电体也是良导热体；4纯金属大于合金的

19、对流换热的表面传热系数受那些因素的影响？对流换热的基本计算式是什么？影响反应堆内燃料棒与一回路冷却剂的换热的因素有哪些？

答：1流动原因；2流动状态；3流体的物性；4换热面的形状和位置；5流体有无相变 对流换热的基本计算式是牛顿冷却公式：)(t t f w hA -=Φ

反应堆内燃料棒与一回路冷却剂的换热属于强制对流的管内流动：其影响因素为：入口段效应、弯管效应和相对粗糙度

20、什么是传热过程和传热系数？

答：两种流体通过固体壁面进行热量传递的过程称为传热过程；

)

(21t t f f A k -Φ=，k 为传热系数 21、一维稳态导热（平壁、圆筒壁）如何计算？

155页28式和156页34式