熱工學(xué)-傳熱習(xí)題

1、1. 一大平板，高3m,寬2m，厚0.02m,導(dǎo)熱系數(shù)為45 W/(m K)，兩側(cè)外表溫度 分別為t!100 C、t250 C,試求該板的熱阻、熱流量、熱流密度。解：解：由傅立葉導(dǎo)熱定律：熱阻 R=0.027.407K/WmA 3 2 45tw1 tw2100 50熱流量A 亠-=3 2 45675000W0.02熱流密度 q 675000=112500 W/m2A 3 22.空氣在一根內(nèi)徑50mm,長(zhǎng)2.5m的管子內(nèi)流動(dòng)并被加熱，空氣平均溫度為80C,管內(nèi)對(duì)流換熱的外表傳熱系數(shù)為 h=70W/(m2 K)，熱流密度為q=5000W/m2,試求管壁溫度及熱流量。解：由牛頓冷卻公式：q htwt

2、f得到q5000twtf80 151.42oCh70qAq dl50000.05 2.5 1963.50 W3爐墻由一層耐火磚和一層紅磚構(gòu)成，厚度都為250 mm,熱導(dǎo)率分別為0.6 W/(m K) 和0.4 W/(m K)，爐墻內(nèi)外壁面溫度分別維持 700 C和80 C不變。(1)試求通過(guò)爐墻的熱流密度；(2)如果用熱導(dǎo)率為0.076 W/(m K)的珍珠巖混凝土保溫層代替紅磚層并保持通過(guò)爐墻的熱流密度及其它條件不變，試確定該保溫層的厚度解：多層平壁的導(dǎo)熱量計(jì)算得到:1 2tw1595.2W/m 2595.2700 800.250 + 0.2500.60.4700 800.250 +2 一0

3、.60.07647.5 mm4.熱電廠(chǎng)有一外徑為 100 mm的過(guò)熱蒸汽管道(鋼管)，用熱導(dǎo)率為0.04W/(m K)的玻璃綿保溫。鋼管外壁面溫度為400 C,要求保溫層外壁面溫度不超過(guò) 50 C,并且每米長(zhǎng)管道的散熱損失要小于 160 W,試確定保溫層的厚度解：圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱:160twitw2 _400 50i I d2 =In -In 2 d,0.040.1解得 d2173.3mm保溫層厚度為d2 d1236.65mm5某過(guò)熱蒸汽管道的內(nèi)、外直徑分別為 150 mm和160 mm，管壁材料的熱導(dǎo)率 為45 W/(m K)。管道外包兩層保溫材料：第一層厚度為 40 mm,熱導(dǎo)率為0.1

4、W/(m K); 第二層厚度為50 mm,熱導(dǎo)率為0.16 W/(m K)。蒸汽管道內(nèi)壁面溫度為400 C,保溫層 外壁面溫度為50 C。試求：(1)各層導(dǎo)熱熱阻；(2)每米長(zhǎng)蒸汽管道的散熱損失；(3)各層間的接觸面溫度解：R12 1 d11 In1600.000228m K/W245150d21240ln0.277m K/W2 0.1 1601 lnd4d31340ln 0.346m K/W20.16240圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱計(jì)算:tw1 tw4400 50R1 R2 R3 0.000228 0.645 0.346353.1W/mtw1tw2tw2tw3w4R1，得:tw2 tw1l R1 40

5、0 353.1 0.000228 399.92 400oCtw twl R 3 50 353.1 0.346 172.17°C6某蒸汽管線(xiàn)的外徑為108mm,外表溫度為350C。為降低熱損失敷設(shè)保溫 層，要求保溫層的外外表溫度不能超過(guò)60C。保溫材料的熱導(dǎo)率與溫度的關(guān)系為入=0.045+0.000214t W/(nK) (t的單位為C )。為將熱損失控制在200W/m以?xún)?nèi)，試確定所 需的保溫層厚度。解：設(shè)所需的保溫層厚度為mm那么保溫層外徑為 d2=d1+2 =108+2 。200twi=350oC tw2 60oC K 200W/m 計(jì)算時(shí)取 tw2=60oCi=200W/m(tw

6、12 3.14 0.08887 (350 60)2000.8097平均熱導(dǎo)率：=0.045+0.000214 f =0.045+0.000214 X205 = 0.08887 W/(m K)圓筒壁的平均溫度:F =(twi +tw2)/2=(350+60)/2=205 Cltw1 t w2d2 d1267.35mm (2 分)時(shí)間常數(shù):cVhA4 d 8500 400 -32290 4-212.6 s0.8097d2 d1e 242.092 (3 分)7 .熱電偶的熱接點(diǎn)可以近似地看作球形，其直徑d 0.5 mm、材料的密度8500 kg/m3、比熱容c 400 J/(kgK)。熱電偶的初始溫

7、度為25 C,突然將其放入120 C的氣流中，熱電偶外表與氣流間的外表傳熱系數(shù)為90 W/(m2 K)，試求：(1)熱電偶的時(shí)間常數(shù)；(2)熱電偶的過(guò)余溫度到達(dá)初始過(guò)余溫度的1%時(shí)所需的時(shí)間。解：假設(shè)Bi hR90 0.0005 轡5 0.1成立，那么必須0.45。般熱電偶接點(diǎn)由金屬做成，其熱導(dǎo)率很大，存在0.45。故可用集總參數(shù)法計(jì)算。3hA當(dāng)e Vc e c 0.01時(shí)，計(jì)算得到:0in 0.01hAc in 0.01 L 58.0 sVc8 將初始溫度為80 C、直徑為20 mm的紫銅棒突然橫置于溫度位 20 C、流速為12 m/s的風(fēng)道中冷卻，5分鐘后紫銅棒的外表溫度降為34 C。紫銅

8、棒的密度8950 kg/m3、比熱容c 380 J/(kg K)、熱導(dǎo)率390 W/(m K)，試求紫銅棒外表與氣體間對(duì)流換熱的外表傳熱系數(shù)。,hR 0.01h 門(mén)，解：假設(shè)Bi “c 0.1成立，可用集總參數(shù)法計(jì)算。校核:Bi0.01 83.313900.00210.1成立，計(jì)算結(jié)果可靠。根據(jù)一03420hAvc e0.23VAR2d48020計(jì)算得到:hln0ln 0.2389500.02380z 283.31 W/(m K)A3004Vc9將一塊厚度為5 cm、初始溫度為250 C的大鋼板突然放置于溫度為20 C的氣 流中，鋼板壁面與氣流間對(duì)流換熱的外表傳熱系數(shù)為100 W/(m2 K)

9、，鋼板的熱導(dǎo)率47 W/(m K)、熱擴(kuò)散率a 1.47 10 5 m2/s，試求：(1) 5分鐘后鋼板的中心溫度和距壁面1.5 cm處的溫度；(2)鋼板外表溫度到達(dá)150 C時(shí)所需的時(shí)間。解：這是個(gè)一維平板非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的問(wèn)題。100 0.05/ 20.053(1)根據(jù) c(2)根據(jù)047a，得hA"Vc0.1，可以用集總參數(shù)法計(jì)算。100 300 1.47 10 5 e 47 0.0250.687tm150tr 1.520250 20ln 空 47230tfhAe飛0.68720 230 0.687 178°C100 1.47 10 5e 47 0.025，計(jì)算得到:0.0

10、25100 1.47 10456 s 7.6min10.水以1m/s的流速流過(guò)一內(nèi)直徑為20mm勺直鋼管，水的入口溫度為 20C，管壁 溫度為60C，試求水被加熱到40C時(shí)所需要的管長(zhǎng)。解：這是一個(gè)管內(nèi)強(qiáng)迫對(duì)流換熱問(wèn)題。(1)查物性流體平均溫度tf上上 40 20 30 C 壁溫tw=60 C2 2水的物性參數(shù)：f=995.7kg/m 3, Cpf=4.174kJ/(kg K), 治0.619W/(m K) , f=0.805 K0-6 m2/s ,f=801.2 XO-6 kg/(m s)， Prf=5.42;w=469.7 氷0-6 kg/(m s)。(2)判斷流態(tài)uf dRe fOS 2

11、.48450.805 10 6104 10為湍流(3)選擇公式，計(jì)算外表傳熱系數(shù)假設(shè)滿(mǎn)足 J 60 ；又tw tf，流體被加熱時(shí),n 0.11，那么Nuf0.023Re0.8Prf0.4f)0.11w0.023(2.48447 104)0.8(5.42)0'40.11業(yè) 157.41469.7fh Nu fd157.41 06194871.77 W/(m2 K)0.02(4 )計(jì)算管長(zhǎng)熱平衡方程:4d2uf fCpf (tf tf) h dl(tw tf)f u f dcpf(t f4h(twtf)tf)"5.7 M O.°24174(4020)2.847 m4 4

12、871.77 (6030)11.熱電廠(chǎng)中有一水平放置的蒸汽管道，保溫層外徑d=383mm,壁溫tw=48cC，周?chē)諝獾臏囟萾f= 22cC。試計(jì)算蒸汽管道保溫層外壁面的對(duì)流散熱量。解：特征溫度tm35 c那么空氣的物性參數(shù):1Tm12730.00325 K-135m 0.0.02715 W/(mK)16.48 10 6 m/sPrm=0.7(Gr Pr)mg v td39.810.00325 (4822)62(16.48 10 )30.3830.7 1.20 108 1.50 108流動(dòng)屬層流，查表得c=0.48、n=1/4，那么NUm0.48 (1.20 108)1/450.23850 0

13、2715 Ncm50.23853.56W/(m2 K)d那么單位管長(zhǎng)的對(duì)流散熱量為：外表傳熱系數(shù)： h0.383i h d(tw t )3.560.383 (48 22) 111.37W/m12.用裸露熱電偶測(cè)量管道內(nèi)高溫?zé)煔獾臏囟?，如圖4-38所示。熱電偶的指示溫度t1 700 C,煙道內(nèi)壁面溫度t2 550 C,熱電偶端點(diǎn)和煙道壁面的發(fā)射率均為0.8,煙氣和熱電偶端點(diǎn)之間對(duì)流換熱的外表傳熱系數(shù)h 40 W/(m2 K)。忽略熱電偶線(xiàn)的導(dǎo)熱，試確定由于熱電偶端點(diǎn)和煙道壁面之間的輻射換熱所引起的測(cè)溫誤差及煙氣的真實(shí) 溫度。解：熱電偶與管道壁面的輻射換熱可以視為內(nèi)包壁面和大空腔之間的輻射換熱，所

14、以Q,2人 b(t4 T24) 0.8 5.67 10 8(9734 8234)A1 19845.96AW熱電偶與氣體之間的對(duì)流換熱量為:Q1,3 A1h(T1 Tf)40 (700由熱平衡可以得到:Q1,3Q1,20圖4-38習(xí)題4-12附圖圖4-39習(xí)題4-13附圖由此可以解得：tf 1196°C由于輻射帶來(lái)的誤差為：tf t4960C13. 為了減小上題中的測(cè)溫誤差，給熱電偶加裝遮熱罩，同時(shí)安裝抽氣裝置，強(qiáng)化 煙氣和熱電偶端點(diǎn)之間的對(duì)流換熱，如圖4-39所示。如果遮熱罩內(nèi)外壁面的發(fā)射率均為0.2，煙氣和熱電偶端點(diǎn)間對(duì)流換熱的外表傳熱系數(shù)加大為80 W/(m2 K)，其它參數(shù)如上

15、題，試確定測(cè)溫誤差。解：熱電偶與遮熱罩的輻射換熱可以視為內(nèi)包壁面和大空腔之間的輻射換熱，所以1,3 lA b(Ti4 T34) 0.8 5.67 10 8(9734 TA.熱電偶與氣體之間的對(duì)流換熱量為：i,f Ah(Tf Ti)80 (tf 700)A熱平衡時(shí)：1,31,f遮熱罩與墻壁之間的輻射換熱可以視為內(nèi)包壁面和大空腔之間的輻射換熱Q3,23A3 b(T, T24) 0.2 5.67 10 8億4 8234)人遮熱罩與氣體之間的對(duì)流換熱量為：Q3,f 2A3h仃f T3) 80 2A3(tf 273 T3)熱平衡時(shí)：Q3,2 Q3,f由此可以解得：tf 723.80C輻射換熱帶來(lái)的誤差：

16、tf t 23.80C1.0514. 一單層玻璃窗，高1.2m,寬1m，玻璃厚0.3mm,玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為W/(mK)，室內(nèi)外的空氣溫度分別為20T和5C,室內(nèi)外空氣與玻璃窗之間對(duì)流換熱的外表傳熱系數(shù)分別為h1=5W/(m2K)和h2=20 W/(m2 K)，試求玻璃窗的散熱損失及玻璃的導(dǎo)熱熱阻、兩側(cè)的對(duì)流換熱熱阻解：傳熱量的計(jì)算:A上h1f2L2h2205 71 9 W 1 + 0.0003151.0520導(dǎo)熱熱阻為:0.00031.0520.000286 m K/W內(nèi)側(cè)對(duì)流換熱熱阻為:10.2 m2 K/W5外側(cè)對(duì)流換熱熱阻為:rh2h20.05 m2 K/W2015. 一冷庫(kù)的墻由內(nèi)向外

17、由鋼板、礦渣綿和石棉板三層材料構(gòu)成，各層的厚度分別為0.8 mm、150 mm 和 10 mm,熱導(dǎo)率分別為 45 W/(m K)、0.07 W/(m K)和 0.1 W/(m K)。 冷庫(kù)內(nèi)、外氣溫分別為-2 C和30 C,冷庫(kù)內(nèi)、外壁面的外表傳熱系數(shù)分別為 2 W/(m2 K) 和3 W/(m2 K)。為了維持冷庫(kù)內(nèi)溫度恒定，試確定制冷設(shè)備每小時(shí)需要從冷庫(kù)內(nèi)取走的 熱量。解：這是一個(gè)通過(guò)多層平壁的傳熱過(guò)程。tntf21h11h230 ( 2)1 丄 0.0008 丄 0.150.01 12 450.070.1310.2W/m為了維持冷庫(kù)內(nèi)溫度恒定，需要從冷庫(kù)內(nèi)每小時(shí)取走的熱量為:QqA 1

18、0.2 3600A 37448.7A J16.有一厚度為400mm的房屋外墻，熱導(dǎo)率為0.5W/(mK)。冬季室內(nèi)空氣溫度為t1 20 C,和墻內(nèi)壁面之間對(duì)流換熱的外表傳熱系數(shù)為h1 4 W/(m2 K)。室外空氣溫度為t2 -10C，和外墻之間對(duì)流換熱的外表傳熱系數(shù)為 h26 W/(m2 K)。如果不考慮熱輻射，試求通過(guò)墻壁的傳熱系數(shù)、單位面積的傳熱量和內(nèi)、外壁面溫度。解：傳熱系數(shù)：k1 20.822 m2 K/W40.56單位面積的傳熱量：qk tf tf丨1<20.822 2010 =24.66 W/m2由 q A tf1tw1h2 tw2t f2得到:tw1t f1qhi20 竺

19、66 13.840C4tw2t f 2qh2竺65.890C6工程熱力學(xué)與傳熱學(xué) ? 課程練習(xí)題第一局部 工程熱力學(xué)一、判斷題 判斷以下說(shuō)法是否正確，并說(shuō)明理由1、閉口系與外界無(wú)物質(zhì)交換，系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量保持恒定，那么系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量保持恒定的熱力系一定是 閉口系統(tǒng)。錯(cuò)2、某種理想氣體經(jīng)過(guò)一個(gè)不可逆循環(huán)后，其熵的變化值大于零。錯(cuò)3、功的數(shù)值僅僅取決于工質(zhì)的初態(tài)和終態(tài)，與過(guò)程無(wú)關(guān)。錯(cuò)4、理想氣體吸熱后，溫度一定升高。 錯(cuò)5、工質(zhì)的熵增就意味著工質(zhì)經(jīng)歷一個(gè)吸熱過(guò)程。錯(cuò)6、在溫限相同的情況下，卡諾循環(huán)的熱效率最高。對(duì)7、摩爾氣體常數(shù) R 的數(shù)值隨氣體的種類(lèi)不同而不同。 錯(cuò)8、 對(duì)于一種確定的理想氣體，cp-cv

20、定為一定值。對(duì)9、 工質(zhì)進(jìn)行膨脹時(shí)必須對(duì)工質(zhì)加熱。錯(cuò)10、 濕蒸汽的壓力和溫度，就可以確定其狀態(tài)。錯(cuò)2h c pdT 計(jì)算。錯(cuò)對(duì)T1、 T2 間可逆循環(huán)的熱效率。 對(duì)11、系統(tǒng)由某一狀態(tài)變化到另一狀態(tài)，在這兩狀態(tài)之間所有過(guò)程所作的膨脹功都相等。錯(cuò)12 、理想氣體不管經(jīng)歷什么樣的過(guò)程，其焓增均可用13、沒(méi)有能量耗散的準(zhǔn)平衡過(guò)程為可逆過(guò)程。對(duì)14 、無(wú)論可逆與否，工質(zhì)經(jīng)歷了一個(gè)循環(huán)后，其熵不變。15 、熱效率公式不僅適用于卡諾循環(huán)，也表示兩恒溫?zé)嵩?6、 循環(huán)凈功越大，那么循環(huán)的熱效率也愈大。錯(cuò)17、不可逆過(guò)程的熵變無(wú)法計(jì)算。錯(cuò)18、經(jīng)過(guò)一個(gè)不可逆循環(huán)后，工質(zhì)熵的變化為零。對(duì)19、 絕熱節(jié)流前后工

21、質(zhì)的焓值相等。對(duì)20、假設(shè)容器中氣體的絕對(duì)壓力沒(méi)有改變，那么其壓力表的讀數(shù)就不會(huì)改變。錯(cuò)21、氣體膨脹時(shí)一定對(duì)外作功。 錯(cuò)22、 比熱容僅僅是溫度的單值函數(shù)。錯(cuò)23、在溫度同為 Ti的熱源和同為 T2的冷源之間工作的一切不可逆循環(huán)，其熱效率必小于可逆 循環(huán)。對(duì)24、工質(zhì)進(jìn)行膨脹時(shí)必須對(duì)工質(zhì)加熱。 錯(cuò)26、 工質(zhì)的熵增加意味著工質(zhì)經(jīng)歷一個(gè)吸熱過(guò)程。錯(cuò)27、由于Q和W都是過(guò)程量，故其差值Q-W也是過(guò)程量。錯(cuò)28、 想氣體的內(nèi)能、焓、熵都是溫度的單值函數(shù)。錯(cuò)29、 某種理想氣體經(jīng)過(guò)一個(gè)不可逆循環(huán)后，其熵的變化值大于零。錯(cuò)30、 不同的多變過(guò)程，其定值比熱容cn均相等。錯(cuò)31、 在溫限相同的情況下，卡

22、諾循環(huán)的熱效率最高。對(duì)32、 比熱容與過(guò)程特性有關(guān)。不同的熱力過(guò)程，其比熱容不相同。對(duì)33、 熱力學(xué)能與熱能均是狀態(tài)參數(shù)。錯(cuò)34、 卡諾循環(huán)的熱效率一定很高。錯(cuò)35、 不可逆循環(huán)的熱效率一定小于可逆循環(huán)的熱效率。錯(cuò)36、 熵增大的過(guò)程必定為吸熱過(guò)程。錯(cuò)37、 熵增大的過(guò)程必為不可逆過(guò)程。錯(cuò)38、 熱量不可能從低溫物體傳至高溫物體。錯(cuò)二、填空題1、 計(jì)算可逆過(guò)程膨脹功的根本公式為 ，用比熱計(jì)算加熱量的根本公式為。2、 熱力學(xué)第二定律表達(dá)式之一為 。3、 當(dāng)背壓 臨界壓力時(shí)，應(yīng)采用漸縮噴管。4、 一兩級(jí)壓縮、中間冷卻壓氣機(jī)系統(tǒng)，工質(zhì)進(jìn)口壓力為1 bar,出口壓力為25 bar,其最有利的中間壓力為

23、。5、 某熱機(jī)在兩恒溫?zé)嵩?1000K和400K之間工作，假設(shè)熱機(jī)吸熱5000KJ，那么此熱機(jī)的最大熱效率為 ；最大循環(huán)凈功為 。6、 穩(wěn)定流動(dòng)能量方程可寫(xiě)作 ，當(dāng)它用于換熱器計(jì)算熱交換量時(shí)可簡(jiǎn)化為。7、 熵增原理的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 。8、 理想氣體是一種科學(xué)的假想氣體模型，其假定條件是：，。9、 在兩個(gè)恒溫?zé)嵩粗g有兩個(gè)可逆循環(huán)，其中一個(gè)循環(huán)的工質(zhì)是理想氣體、熱效率為a；另一循環(huán)的工質(zhì)是等離子氣體，熱效率為B。試比擬這兩個(gè)循環(huán)熱效率的大小 。10、以下圖所示為H20的T-s圖，其中點(diǎn)C為臨界點(diǎn)，請(qǐng)寫(xiě)出 A、B、D、E點(diǎn)的狀態(tài)名稱(chēng):A; BD； E三、簡(jiǎn)答題1、倘使容器中氣體的壓力沒(méi)有改變，安裝在

24、該容器上的壓力表的讀數(shù)不會(huì)改變？為什么？2、 H20在壓力為p=1.0MPa時(shí)飽和溫度為ts=179.88 C。試判斷H2O在以下情況下：1p=1.0MPa、t=200 C； 2p=1.0MPa、t=160 C ； 3p=1.0MPa、干度 x=0.6，所處的聚集態(tài)過(guò)冷水狀態(tài)、過(guò)熱蒸氣狀態(tài)還是飽和蒸氣狀態(tài)？3、在絕熱良好的房間內(nèi)，有一臺(tái)設(shè)備完好的冰箱在工作。在炎熱的夏天翻開(kāi)冰箱，人會(huì)感到?jīng)?爽，問(wèn)室內(nèi)溫度是否會(huì)越來(lái)越低？請(qǐng)用熱力學(xué)原理加以解釋。4、 將工質(zhì)又升壓、又降溫、又放熱的理想氣體多變過(guò)程定性地表示在p-v圖和T-s圖上提示: 首先畫(huà)出四條根本過(guò)程線(xiàn)。5、有無(wú)400 C的液相水？為什么？

25、6、寫(xiě)出：可逆過(guò)程膨脹功的根本計(jì)算公式；穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式；熵增原理的數(shù)學(xué)表達(dá)式。7、 一兩級(jí)壓縮、中間冷卻壓氣機(jī)系統(tǒng)，工質(zhì)進(jìn)口壓力為1 bar,出口壓力為100 bar，其最有利 的中間壓力是多少？8、 理想氣體的cp和cv均為溫度的單值函數(shù)。 試問(wèn)對(duì)確定的一種理想氣體而言，cp-cv 及cp/cv 與溫度的關(guān)系如何？用數(shù)學(xué)表達(dá)式說(shuō)明。9、如右圖1所示，A、B為工作在Th和Tl間的二個(gè)可逆循環(huán)，其熱效率分別為a、 b,試比較二者熱效率的上下。10、氣體在某一過(guò)程中吸收了50 J的熱量，同時(shí)內(nèi)能增加了82 J,問(wèn)此過(guò)程是膨脹過(guò)程還是壓縮過(guò)程？11、如右圖2所示，在p-v圖中有一可逆過(guò)程1-2，

26、工質(zhì)為理想氣體。試判斷其過(guò)程熱量q、過(guò)程功w以及熱力學(xué)能變化 u的正負(fù)。圖1四、計(jì)算題1、 有一個(gè)循環(huán)，工質(zhì)從高溫?zé)嵩次鼰?.4 X06kJ，輸出功率1.1 0Q kJ，試計(jì)算該循環(huán)的熱效率n。假設(shè)循環(huán)是在溫度分別為577 C和30 C的恒溫?zé)嵩撮g完成的，試計(jì)算該循環(huán)的熱效率n與同溫限下卡諾循環(huán)的熱效率n之比。32.35% , 0.5028 2、 可視為理想氣體的空氣在活塞中從1 bar、20C經(jīng)歷一可逆絕熱過(guò)程后，壓力升為6bar。已知空氣的比定壓熱容 Cp=1.0 kJ/(kg K)，比定容熱容cv=0.71 kJ/(kg K)。試計(jì)算該過(guò)程終了時(shí)空氣的溫 度，每千克空氣熱力學(xué)能、焓和熵的

27、變化以及所作的膨脹功。492.69 K , 141.68 kJ/kg , 199.54 kJ/kg , 0, -141.68 kJ/kg 3、 將氧氣壓送到容積為2m3的儲(chǔ)氣罐內(nèi)，初始時(shí)表壓力為0.3bar，終態(tài)時(shí)表壓力為3bar，溫度由 245C升高到12=80C。試求壓入的氧氣質(zhì)量。當(dāng)?shù)卮髿鈮簽镻b=760mmHg氧氣Rg=260J/(kg K)。5.57 kg 4、 2kg溫度為25 C,壓力為2 bar的空氣經(jīng)過(guò)一個(gè)可逆定壓過(guò)程后，溫度升為200 C。 空氣的比定壓熱容 Cp=1.0 kJ/(kg K)，比定容熱容cv=0.71 kJ/(kg K)。試計(jì)算：(1)該過(guò)程的膨脹功；(2)

28、 過(guò)程熱量；(3 )空氣的熱力學(xué)能、焓和熵的變化值。100.45 kJ , 350 kJ , 249.55 kJ , 350 kJ , 0.9236 kJ/K 5、 一諾熱機(jī)工作于500 C和200 C的兩個(gè)恒溫?zé)嵩粗g。該卡諾熱機(jī)每秒中從高溫?zé)嵩次?00 kJ,求該卡諾熱機(jī)的熱效率及輸出功率。38.8% , 38.8 kW 6、 溫度為227 C的恒溫?zé)嵩粗杏袩崃?000 kJ用來(lái)產(chǎn)生機(jī)械功，假設(shè)大氣溫度為27C，問(wèn)最大可能產(chǎn)生的機(jī)械功是多少？排入大氣的熱量是多少？ 2000 kJ , 3000kJ 空7、絕熱容器由隔板分成兩局部，如右圖所示。左邊為壓力600kPa,溫度為300K的空氣；

29、右邊為真空，容積是左邊的5倍。如將隔板抽去，空氣迅速膨脹，充滿(mǎn)整個(gè)容器。試求：1千克空氣的熱力學(xué)能、溫度和熵的變化?？諝?Rg=287 J/(kg K)。 0，300K，514 J/(kg K)8、一千克的理想氣體在定壓過(guò)程中吸熱3349 kJ。工質(zhì)的比定容熱容cv=0.741 J/(kg K)，氣體常數(shù)Rg=0.297 kJ/(kg K)。求該過(guò)程中工質(zhì)熱力學(xué)能的改變量以及對(duì)外所作的功。2390.76 kJ/kg，958.24 kJ/kg 9、壓力為8xi05Pa、溫度為500C的空氣，以500 m/s?的流速進(jìn)入噴管作可逆絕熱(等熵)流動(dòng)，膨脹至出口壓力為P2=3.5 X05Pa。k=1.

30、4，Rg=287 J/(kg K)，試確定其出口流速。759.45 m/s10、在恒溫?zé)嵩?Ti=700 K和T2=400K之間進(jìn)行循環(huán)。當(dāng) Wo=1OOOkJ, Q2=4000kJ時(shí)，試用計(jì)算說(shuō)明：循環(huán)的方向性。正向循環(huán)11、 容積為V=0.0283m3的瓶?jī)?nèi)裝有氧氣，其壓力為 Pi=6.865 105Pa,溫度為T(mén)i=294K。隨后發(fā) 生泄漏，壓力降至 P2=4.901 105Pa時(shí)被發(fā)現(xiàn)，而溫度 T2=T1未變。試問(wèn)到發(fā)現(xiàn)為止共漏去多少kg氧氣？氧氣 Rg=260J/kg.K 0.073 kg12、 在可逆熱力循環(huán)1-2-3-1中，1-2為定容過(guò)程，2-3為絕熱過(guò)程，3-1為定壓過(guò)程。工

31、質(zhì)為空 氣，T1=300K，p1=0.1MPa、p2=0.4MPa，Cp=1.004kJ/kg.K，Rg=0.287 kJ/kg.K。試求1循環(huán)凈功 Wnet； 2循環(huán)熱效率t；在p-V圖及T-S圖上定性地畫(huà)出該循環(huán)。135.73kJ/kg； 21.03% ;圖略13、 容積為V=0.027m3的剛性?xún)?chǔ)氣筒內(nèi)裝有壓力為0.5MPa、溫度為27 C的氧氣。筒上裝有一排氣閥，壓力到達(dá) 0.8MPa時(shí)就開(kāi)啟，壓力降為 0.75MPa時(shí)才關(guān)閉。假設(shè)由于外界加熱的原因造成閥 門(mén)開(kāi)啟，試問(wèn)：1當(dāng)閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)，筒內(nèi)溫度為多少？ 2因加熱而損失掉多少氧氣？設(shè)筒內(nèi)氣體溫度在排氣過(guò)程中保持不變；氧氣Rg=260J/

32、kg K480.24 K (或 207.09 C) ； 0.011 kg 14、某人宣稱(chēng)創(chuàng)造了一種熱機(jī)，它從100 C的高溫?zé)嵩次鼰?000kJ，向20 C的低溫?zé)嵩磁艧?壓力為可產(chǎn)生240kJ的功。試問(wèn)該熱機(jī)能否實(shí)現(xiàn)？不能實(shí)現(xiàn)15、如右圖所示一雙缸結(jié)構(gòu)裝置。壓力表A的讀數(shù)為15MPa ,表B的讀數(shù)為10MPa,試問(wèn)壓力室n中的絕對(duì)壓力為多少？大氣壓力0.1MPa) 25.1 MPa 16、一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)從大氣中吸入溫度為17 C、壓力為0.1MPa的空氣，然后在壓氣機(jī)中進(jìn)行絕熱壓縮，使空氣壓力提高到 0.9MPa。假設(shè)壓氣機(jī)內(nèi)空氣穩(wěn)定流動(dòng)、不計(jì)進(jìn)出口動(dòng)能和重力位能的變化且比熱容取定值，試求壓氣

33、機(jī)消耗的軸功?？諝鈉p=1.004 kJ/kg K, k=1.40。254.31 kJ/kg 17、一定量的空氣，經(jīng)過(guò)以下四個(gè)可逆多變過(guò)程組成的循環(huán)，試求：1填充下表所缺數(shù)據(jù)；2循環(huán)凈功及熱效率；3將循環(huán)定性地表示在p-v圖和T-s圖上，并標(biāo)出過(guò)程的特點(diǎn)。括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)；1200 kJ , 57.14% ； 1-2定壓過(guò)程，2-3定熵過(guò)程，3-4定容過(guò)程；4-1定熵過(guò)程過(guò)程Q (kJ) U (kJ)W (kJ)1-221001500(600)2-30(-1200)12003-4(-900)-90004-10(600)(-600)18、一定量的空氣，經(jīng)過(guò)以下四個(gè)可逆多變過(guò)程組成的循環(huán)。試求：1填充下

34、表所缺數(shù)據(jù);2循環(huán)凈功；3該循環(huán)的熱效率。見(jiàn)括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)；230 kJ ； 19% 過(guò)程Q(kJ) U(kJ)W(kJ)1-21210(1210)02-30(-250)2503-4-980(-980)04-10(20)(-20)第二局部傳熱學(xué)一、判斷題1、 兩個(gè)相互不接觸的物體也可以進(jìn)行對(duì)流換熱。錯(cuò)2、 工程上常用的空氣的熱導(dǎo)率隨溫度的升高而降低。錯(cuò)3、 當(dāng)物質(zhì)的種類(lèi)一定時(shí)，影響導(dǎo)熱系數(shù)的因素主要是溫度和壓力。對(duì)4、牛頓冷卻公式中的 t可以改為熱力學(xué)溫度之差 T。對(duì)5、 同一溫度場(chǎng)中兩條等溫線(xiàn)面可以相交。錯(cuò)6、 對(duì)于高溫長(zhǎng)圓柱體來(lái)說(shuō)，加保溫層后一定能降低與環(huán)境之間的散熱量。錯(cuò)7、 對(duì)流換熱系數(shù)為一物性參數(shù)。錯(cuò)8、 對(duì)于順流換熱器，冷流體的出口溫度可以大于熱流體的出口溫度。錯(cuò)9、 在輻射換熱過(guò)程中，只能有高溫物體向低溫物體輻射能量。錯(cuò)10、 實(shí)際物體的吸收率僅僅取決于物體的自身性質(zhì)種類(lèi)、外表溫度、外表狀況。錯(cuò)11、 熱傳遞的根本方式為導(dǎo)熱、對(duì)流換熱以及熱輻射。錯(cuò)12、 有腐蝕的金屬板外表的黑度發(fā)射率小于無(wú)腐蝕金屬外表的黑度。錯(cuò)13、 在一般情況下，固體和液體對(duì)輻射能的透射率為零。對(duì)15、 集總參數(shù)分析法就是忽略物體的導(dǎo)熱熱阻的一種近似計(jì)算非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的一種方法。對(duì)16、 當(dāng)物質(zhì)的種類(lèi)一定時(shí)，影響導(dǎo)熱系數(shù)的因素主要是溫度和壓力。對(duì)17、 對(duì)流換熱與熱對(duì)流是一回事。錯(cuò)18、