西南科技大学 热工基础题库（含答案） - 图文

36、某热力系统经历一熵增的可逆过程，问该势力系能否经一绝热过程回到原态？ 37、室内暖气片为什么只把外表面制成翅片状？

38、使用对流传热系数关联式计算?时为什么要特别注意使用条件？

四、计算题

1、某容器被一刚性壁分成两部分，在容器的不同部位安装有压力表，如图1所示。压力表B上的读数为75kPa, 压力表C上的读数为0.11MPa。如果大气压力为97kPa，试确定压力表A上的读数及容器两部分内空气的绝对压力。

图1

2、如图2所示。气缸内充以空气，活塞及负载重100kg，气缸壁充分导热，取走60kg负载，其系统完全平衡后，试求： （1）活塞上升的高度ΔL； （2）热力学内的变化ΔU；

（3）气体在过程中所做的功。（已知{u}kJ/kg=0.72{T}K）

图2

3、一绝热刚体气缸，被一导热的无摩擦活塞分成两部分，如图3所示。最初活塞被固定在某一位置上，气缸的一侧储有压力为0.2MPa、温度为300K的0.01m3的空气，另一侧储有同容积、同温度的空气，其压力为0.1MPa。去除销钉，放松活塞任其自由移动，最后两侧达到平衡。设空气的比热容为定值。试求： （1）平衡时的温度为多少？ （2）平衡时的压力为多少？

（3）两侧空气的熵变值及整个气体的熵变值是多少？

2 C A 1 B

图3

4、某蒸汽动力厂按一级再热理想循环工作，新蒸汽参数为P1=15MPa，t1=600℃，再热压力PA=1.4MPa，再热温度tR= t1=600℃，背压P2=0.005MPa，功率为15000KW。试求： （1）定性画出循环的T-S图； （2）求循环热效率； （3）每小时所需蒸汽量。

5、如图4为一烟气余热回收方案。设烟气比热容Cp=1.4kJ/(kg.K)，Cv=1.14kJ/(kg.K)。试求： （1）烟气流经换热器时传给热机工质的热Q1； （2）热机放给大气的最小热量Q2； （3）热机输出的最大功W。

图4

6、压力为0.1MPa，温度为20℃的空气进入压缩机，绝热压缩至0.6MPa后排入贮气筒。试求：

（1）问压缩机空气出口温度能否是180℃？

（2）若将空气绝热压缩至0.6MPa，250℃，试问绝热效率是多少？可用能（作功能力）损失为多少？并用T-S图表示之（环境温度t0=20℃）；

（3）压缩机在吸气状态下的吸气量为100m3/h，试求在2）情况下的压缩机功率是多少？ 7、空气从T1 = 300 K、p1 = 0.1 MPa压缩到p2 = 0.6 MPa。试计算过程的膨胀功（压缩功）、技术功和热量，设过程是(1) 定温的、(2) 定熵的、(3) 多变的（n=1.25），按定比热容理想气体计算，不考虑摩擦。

8、已知活塞式内燃机定容加热循环的进气参数为 p1=0.1 MPa、t1=50 ℃，压缩比??6，加

入的热量q1=750 kJ/kg。试求循环的最高温度、最高压力、压升比、循环的净功和理论热效率。认为工质是空气并按定比热容理想气体计算。

9、空气在气缸中由初状态T1=300 K、p1=0.15 MPa进行，则先定温膨胀，然后再在定容下使压力增到 0.15 MPa，温度升高到 480 K。试求： （1）将这过程画在压容图和温熵图中；

（2）利用空气的热力性质表计算这过程中的膨胀功、热量，以及热力学能和熵的变化。 10、某燃气轮机装置，已知其流量qm?8kg/s、增压比??12、升温比??4，大气温度为 295 K。试求理论上输出的净功率及循环的理论热效率（注：认为工质是空气并按定比热容理想气体计算）。

11、某氨蒸气压缩制冷装置，已知冷凝器中氨的压力为 1 MPa，节流后压力降为 0.2 MPa，制冷量为 0.12?106kJ/h，压气机绝热效率为 80%，已知冷却水经过氨冷凝器后温度升高 8 K，水的比定压热容为 4.187 kJ/(kg?k)。试求： （1）氨的流量；

（2）压气机出口温度及所耗功率；

（3）制冷系数； （4）冷却水流量。

图5

13、由三层材料组成的加热炉炉墙。第一层为耐火砖。第二层为硅藻土绝热层，第三层为红砖，各层的厚度及导热系数分别为?1＝230mm ，?1＝1.10 W/(m?K)， ?2＝50mm, ?2=0.10W/(m?K)，?3＝240mm, ?3=0.58W/(m?K)。炉墙内侧耐火砖的表面温度为500℃。炉墙外侧红砖的表面温度为50℃。试求通过炉墙的导热热流密度。

14、初温为100℃的热水，流经内径为16mm、壁厚为1mm的管子，出口温度为80℃；与管外冷水的总换热量为350kW，试计算管内平均换热系数。

准则方程：

Nu?0.023Re0.8?Pr0.3???????(旺盛湍流Re?104）Nu?1.86(Re?Pr?d)3(f)0.14...........(层流Re?2300)L?w1?

tf?qm1解：

1(100?80)?900c??,?,Pr,cp,?见表.....（2分）2?350?103???4.159(kg/s)..................(2分）cp?t4208?204q4?4.159Re?m1??19844?104.......(3分）?6?d?3.14?0.016?965.3?0.326?10h?0.023Re0.8Pr0.3

?d?3275W/(m2?0c)............（3分）

1、比体积v是广延状态参数。 ( 1 )

2、工质的状态在参数坐标图上是一个点；过程在参数坐标图上是一条线段；循环在参数坐标图上是一条封闭曲线。( 1 )

3、饱和湿空气的干球温度总是等于湿球温度。( 1 )

4、采用中间加热循环可以利市循环的热效率，但排汽干度变小了。( 1 ) 5、绝热加湿过程可以近似地看成是湿空气焓值不变的过程。( 1 ) 6、绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵增。 ( 2 ) 7、总热力学能U是强度状态参数。 ( 2 )

8、材料的导热系数用?表示，导热的热阻就是1/λ。( 2 ) 9、未饱和湿空气的干球温度总是高于湿球温度。( 1 ) 10、在T?s图中，凝结水送给水泵约热压缩的升压过程，在低压低温条件下可以用一状态点表示。( 1 ) 11、定容过程即无膨胀（或压缩）功的过程。( 1 ) 12、状态方程是描述状态参数之间关系的方程。( 1 )

13、大气压力pb是随时间、地点而变化的，所以工质的表压力是不变的，而绝对压力要随p的变化而变化。( 2 )

14、因为是等温过程，工质在状态变化中要对外做功是不可能的。( 2 )

15、温度是指物质的冷热程度，热量是指人依靠温差而传递的能量，所以它们的含义是不同的。( 1 ) 16、工质的定压比热容比定容比热容大。( 1 )

17、工质的压力、温度、比容积三者关系中，当温度不变时，压力与比容积成反比。( 1 ) 18、可逆循环和不可逆循环的熵变都等于零。( 2 )

19、在p-v图上，工质做功的大小，可用过程线下面积大小来识别。( 1 )

20、工质在状态变化中若无摩擦和理想的情况下，熵值增大表示工质能量的损耗。( 2 )

21、等溶过程中，工质的状态变化在p-v图上是一条对数曲线，在T?s图上是一条垂直于横坐标的线段。( 2 )

22、绝热过程是熵等于零的过程。( 2 )

23、工质熵的变化量?s若是增加的，表明工质吸热，反之为放热。( 2 )

24、汽化过程中，蒸发是在液体表面进行的，沸腾是在液体内部和表面同时进行的。( 1 ) 25、在φ=1时，干球温度t湿球温度tw和露点温度td不相等。( 2 ) 26、在同一压力下，水的沸点就是蒸汽的凝结温度。( 1 )

27、在同一压力下，过热蒸汽的密度大于饱和蒸汽的密度。( 2 )

28、高于临界温度时，要使物质从汽态变为液态，只要对它进行等温压缩即行。( 2 ) 29、h?s图上湿蒸汽的等压线与等温线是重合的。( 1) 30、蒸汽动力装置循环可以采用卡诺循环。( 2 )

31、水在锅炉中被加热成过热蒸汽的过程，在p-v图上是一条垂直于横坐标的直线。( 1 ) 32、使系统熵增大的过程必为不可逆过程。( 2 )

33、朗肯循环中有用功w?h1?h2??h，即可以用焓降值来计算。( 2 )