热工基础复习题.docx

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热工基础复习题

一判断题

1.表压力和真空度都不能作为状态参数。

（√）

2.热力学中，压力、温度和比容称为基本状态参数。

（√）

3.只有可逆过程p-v图上过程线下的面积表示该过程与外界交换的容积功。

（√）

4.若工质吸热，其热力学能一定增加。

（×）

5.系统经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故与外界没有热量交换。

（×）

6.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。

（√）

7.气体常数与气体的种类及所处的状态无关。

（×）

8.理想气体的热力学能、焓、熵都是温度的单值函数。

（×）

9.功量可以转换为热量，但热量不可以转换为功量。

（×）

10.热效率较高的发动机，循环净功也一定较大。

（×）

11.在相同的初终态之间进行可逆与不可逆过程，则不可逆过程中工质熵的变化大于可逆过程中工质熵的变化。

（×）

12.系统熵增大的过程必为吸热过程。

（×）

13.理想气体在定熵膨胀过程中，其技术功为膨胀功的κ倍。

（√）

14.可逆绝热过程熵变为零。

（√）

15.自发过程是不可逆过程，但非自发过程是可逆过程。

（×）

16.熵产是否为零是判断过程是否可逆的判据。

（√）

17.因为熵是状态参数，所以熵流和熵产也都是状态参数。

（×）

18.孤立系统熵增原理表明：

孤立系统内各部分的熵都是增加的。

（×）

19.在水蒸气的定压汽化过程中，温度保持为饱和温度不变，因此其焓也不变。

（×）

20.焓变计算公式Δh=cpΔT适用于理想气体和蒸气。

（×）

21.在湿蒸气区，定压线与定温线重合。

（√）

22.若湿空气的比湿度（含湿量）不变，当温度升高时，其吸湿能力增强。

（√）

23.若湿空气中水蒸气的分压力不变，当温度升高时，其相对湿度降低。

（√）

24.绝热节流前后焓不变，因此绝热节流过程是等焓过程。

（×）

25.压气机定温压缩过程耗功最小，定熵压缩过程耗功最大。

（√）

26.活塞式压气机的余隙容积越大，产气量越少，但单位工质的理论耗功量不变。

（√）

27.增大内燃机的压缩比和定容升压比都有利于提高循环的热效率。

（√）

28.增大内燃机的定压预胀比有利于提高循环的热效率。

（×）

29.不同温度的等温线绝不会相交。

（√）

30.热流密度的方向始终与温度梯度的方向相反。

（√）

31.雷诺数表示流体的惯性力和粘性力的比值。

（√）

32.任何物体，只要其温度高于0K，该物体就具有热辐射的能力。

（√）

33.两物体辐射换热时，只是高温物体向低温物体放热。

（×）

34.两物体的辐射换热量为零，就表示两物体没有辐射换热。

（×）

35.黑体的吸收比（率）和反射比（率）都是最大的。

（×）

36.一定温度下，黑体的辐射力最大。

（√）

37.角系数是一个纯几何参数，辐射表面的温度越高，角系数越大。

（×）

38.在两个辐射换热表面间插入遮热板，原来两表面间的辐射换热量减少。

（√）

39.对流换热系数h较小的情况下，可采用表面加肋的方式强化换热。

（√）

40.在冷、热流体进出口温度相同、传热系数k、及换热面积都相同的条件下，换热器顺流布置和逆流布置的传热效果相同。

（×）

二选择题

1、开口系统是指（D）的热力系统。

A、具有活动边界B、与外界有功量交换

C、与外界有热量交换D、与外界有物质交换

2、绝热系统是指（C）的热力系统。

A、状态参数不变B、热力学能不变

C、与外界没有热量交换D、与外界没有功量和热量交换

3、孤立系统是（D）的热力系统。

A、与外界无热量交换B、与外界无功量交换

C、与外界无质量交换D、与外界无任何相互作用

4、下列说法中正确的是（A）。

A、平衡状态一定是稳定状态B、稳定状态一定是平衡状态

C、平衡状态一定是均匀状态D、平衡状态是不存在内部势差的状态

5、在p－v图上，（B）所包围的面积代表单位质量的工质完成一个循环时与外界交换的净功量。

A、任意循环B、可逆循环C、正向循环D、逆向循环

6、公式q=cV△T+w适用于闭口系中（C）。

A、理想气体的可逆过程B、实际气体的任意过程；

C、理想气体的任意过程D、任何工质的可逆过程

7、气体吸热后热力学能（D）。

A、一定增加B、一定减少C、不变D、可能增加、减少或不变

8、在相同的温度变化区间内，理想气体定容过程焓的变化量与定压过程相比（B）。

A、较大；B、大小相等；C、较小；D、大或小不确定

9、对于闭口系，当过程的始态与终态确定后，下列各项目中哪一个值无法确定（A）。

A、QB、Q－WC、W（当Q=0时）D、Q（当W=0时）

10、理想气体向真空膨胀，该过程所做的膨胀功（B）。

A、W＞0B、W=0C、W＜0D、无法确定

11、理想气体的（C）是两个相互独立的状态参数。

A、温度与热力学能B、温度与焓C、温度与熵D、热力学能与焓

12、在相同的恒温热源间工作的其他可逆循环的热效率（C）卡诺循环的热效率。

A、大于B、小于C、等于D、小于或等于

13、在两恒温热源之间工作的可逆热机，其热效率的高低取决于（D）。

A、热力循环包围的面积大小；B、高温热源温度；

C、低温热源温度；D、高温热源及低温热源温度

14、如果热机从热源吸热100kJ，对外做功100kJ，则（B）。

A、违反热力学第一定律B、违反热力学第二定律

C、不违反第一、第二定律D、A和B

15、下列说法正确的是（C）。

A、系统吸热后总是温度升高B、热量绝不能从低温传向高温

C、只要过程的初终态相同，状态参数的变化就相同

D、只要过程的初终态相同，过程中交换的功量就相同

16、热熵流的计算式dSf=δQ／T适用于（C）。

A、理想气体任意过程B、理想气体可逆过程

C、任何工质任意过程D、任何工质可逆过程

17、系统经历一个不可逆绝热过程后，其熵变化（A）。

A、必定增加B、必定减少C、保持不变D、可能增加、减少或不变

18、在水蒸气的汽化过程中，其汽化潜热为（A）。

A、该阶段的焓增B、该阶段的膨胀功

C、该阶段的焓增和膨胀功之和D、该阶段的焓增和热力学能增量之和

19、饱和湿空气具有下列关系（C）（t－干球温度、tw－湿球温度、tD－露点温度）

A、t＞tw＞tDB、t＞tD＞twC、t=tD=twD、tw=tD＞t

20、理想气体经过绝热节流后,其温度（C）。

A、升高B、降低C、不变D、可能升高、降低或不变

21、压缩比较高时，采用多级压缩级间冷却的好处是（C）。

A、减少耗功量，降低出口温度，降低容积效率；

B、增加耗功量，提高出口温度，增大容积效率；

C、减少耗功量，降低出口温度，增大容积效率；

D、增加耗功量，提高出口温度，增大容积效率。

22、柴油机混合加热循环，若要提高其热效率，应在一定范围内适当采用措施（B）。

A、增加压缩比，减小升压比和预胀比B、增加压缩比和升压比，减小预胀比

C、增加升压比，减小压缩比和预胀比D、增加压缩比和预胀比，减小升压比

23、对压缩蒸气制冷循环，如果提高蒸发温度、降低冷凝温度，其（B）。

A、耗功量增加、制冷系数降低B、耗功量减小、制冷系数增大

C、耗功量和制冷系数均降低D、耗功量和制冷系数均增大

24、导热系数是衡量物质导热能力的重要指标，其大小除与材料的成分、分子结构、密度有关外，还与（B）。

A、物体的几何形状有关B、物体的温度和含水率有关

C、物体的温度有关，但与含水率无关D、物体的含水率有关，但与温度无关

25、非稳态导热的（D）。

A、温度场和热流密度都不随时间变化B、温度场不变，热流密度随时间变化

C、热流密度不变，温度场随时间变化D、温度场和热流密度都随时间变化

26、关于对流换热系数，以下说法错误的是（D）。

A、液体的对流换热系数大于气体的对流换热系数

B、有相变的对流换热系数大于无相变的对流换热系数

C、紊流的对流换热系数大于层流的对流换热系数

D、光滑表面的对流换热系数大于粗糙表面的对流换热系数

27、一般情况下，强迫对流换热系数（C）自然对流换热系数。

A、小于B、等于C、大于D、无法比较

28、如图所示，两半球内表面之间的辐射角系数X1,2为（B）。

A、1B、1/2C、1/3D、。

29、为强化传热采用的错误措施是（D）。

A、提高流体的流速B、在对流换热系数较小的一侧壁面加肋

C、改良流体的物性D、在对流换热系数较大的一侧壁面加肋

30、下列说法正确的是（C）。

A、平板和圆管加厚都能强化传热B、平板和圆管加厚都定能削弱传热。

C、平板加厚定能削弱传热，而圆管加厚不一定

D、平板加厚定能强化传热，而圆管加厚不一定。

三、填空

1、温度对热导率的影响关系式（

）。

2、热流密度是（单位传热面积上的热流量，W/m2）。

3、稳态温度场表示式（t=f（x,y,z））。

4、热扩散率只对（非稳态导热过程）才有意义。

5、长度为l，内外径分别为d1和d2的单层筒壁的导热热阻为（

）。

6、有内热源，导热系数为常数，其微分导热方程的表达式（

），其温度分布是（二次曲线），内部热流量及热流通量各处不相等。

7、多层无限大平壁内部温度分布为（折线），斜率大小由（导热率）决定，传热总热阻为（各环节热阻之和）。

8、影响对流换热的因素有（流动的起因和流态）、（流动的种类和物理性质）、（换热表面的几何尺寸和形状）和（流体有无相变）。

9、边界层包括（速度边界层）和（温度边界层）。

10、常壁温无限空间自然对流换热的定性温度，流体主体温度为tf、壁面温度为tw，则定性温度为（

）

11、凝结换热分为（膜状冷凝）和（珠状冷凝）两种。

12、相似理论的基本内容（判断相似的条件）、（相似的性质）和（准数的间的关系）。

13、相同温度下黑体的辐射能力Eb最大，实际物体的辐射力为（E=

）

14、表面辐射热阻的表达式（

）；空间辐射热阻的表达式（

）。

15、通过圆筒壁传热其总传热系数（

）以内表面为基准。

16、换热器加肋板的目的是（强化传热）和（调节壁面温度）。

17、增强传热的两个途径是（加大传热温差）和（减小表面总热阻）。

18、当Δt1/Δt11＜2时，平均温度差Δtm=（

）.。

19、工质在温度为30℃的恒温热源和－20℃的恒温冷源之间工作，该循环的最高制冷系数为（）。

20、已知空气（Rg=287J/）在多变指数为的压缩过程中进行压缩，温度由20℃变为90℃。

该过程所耗的压缩功为（80360）J/kg。

21、露点是对应于湿空气中水蒸汽分压力下的（饱和）温度。

22、氧气瓶中的氧气容积是0.4m3，氧气压力为10MPa，设氧气的焓值为12100kJ，则氧气的内能为（8100）kJ。

23、氧气的初始温度为300K经历了一不可逆过程达到400K,已知

=kJ/（kg·K），则该气体的气体焓值变化为（）kJ/kg。

24、一理想气体初始温度为25℃，压力为1Mpa，经定容过程到达终态，这时压力为其终态温度为（）℃

25、理想气体初态热力学能为U1经可逆绝热过程终态热力学能为U2，则该过程的膨胀功为（U2-U1）

26、熵增加的过程（填一定或不一定）（不一定）是不可逆过程。

27、已知当地大气压为，压力容器中被测工质的压力为MPa，，此时该工质压力的测量应选用（　　　真空计　　　　　）（真空计或压力表）测压计。

28、高压气流，当通过喷管时，气体速度得到提升，同时伴随着压力的（　　降低　　　　）（升高还是降低）

29、工作于927℃和300℃之间的卡诺机，它的热效率为（　　　％　　　　　）

　30、单位质量的空气从100℃定压加热到600℃时的吸热量为（　　　502　　　）kJ/kg（空气比定压热容

=（kg·K））

三简答题

1、如图所示，b、c两状态点在同一条等温线上，试判断：

△uab与△uac谁大△sab与△sac谁大

答：

△uab=△uac；△sab＜△sac

2、有一循环发动机，工作于热源T1=1000K和冷源T2=400K之间，若该热机从热源吸热1360kJ，对外作功833kJ。

问该热机循环是可逆的不可逆的还是根本不能实现的

解：

ηt=（w0/q1）=（833/1360）=%

ηtc=1-T2/T1=1-（400/1000）=%

ηt＞ηtc违背了卡诺定理

结论：

该循环根本不可能实现。

（也可用克劳修斯积分不等式或孤立系熵增原理求解）

3、在lgp—h图上画出蒸气压缩制冷的理论循环图，并用线段分别标出单位质量制冷剂的制冷量q2和压缩机的耗功量w0。

4、如图所示，1、2表面在同一平面上，均垂直于表面3，F1=2m2，F2=4m2，F3=6m2,现已求得X3,2=，X3，1+2=，求X1，3

解：

利用角系数的可加性，有：

X3，1+2=X3，1+X3,2

求得：

X3,1=X3，1+2－X3,2=再利用角系数的相对性，有：

A1X1，3=A3X3,1

所以X1，3=F3X3,1/F1=6×2=6×2=

5、迈耶公式对变比热容理想气体是否适用对实际气体是否适用

答：

迈耶公式

是在理想气体基础上推导出来的，因此不管比热是否变化，只要是理想气体就适用，而对实际气体则是不适用的。

6、自发过程是不可逆过程，非自发过程是可逆过程，这样说对吗

答：

这样说不对，诚然自发过程是不可逆过程，但非自发过程却并非是可逆过程，而是不可能自发进行的过程。

7、各种气体动力循环和蒸汽动力循环，经过理想化以后可按可逆循环进行计算，但所得理论热效率即使在温度范围相同的条件下也并不相等。

这和卡诺定理有矛盾吗

[答]：

并不矛盾，虽然经过理想化的各种循环都可以按可逆循环计算，但甚至在相同的温度范围内（指循环最高温度和最低温度之间）也不一定具有相同的热效率。

原因是吸热过程和防热过程并不都是在最高温度和最低温度下进行的，因而可能具有不同的平均吸热温度和平均放热温度。

所以循环热效率也可以不同。

卡诺定理则是专对在最高温度下吸热和在最低温度下放热的可逆循环（包括卡诺循环和回热卡诺循环）而言的。

8、自然对流产生的原因

要点：

引起自然对流的浮升力来自流体的密度梯度与该密度梯度成正比的体积力的联合作用，造成介质密度梯度的原因的主要因素是温度差。

9、对保温材料的要求是什么

要点：

1）有最佳密度；2）热导率小；3）温度稳定性小；4）有一定机械强度；5）吸水、吸温性好。

10、使湿空气冷却到露点温度以下可以达到去湿目的。

将湿空气压缩（温度不变）能否达到去湿目的

[答]：

从焓湿图可见，湿空气定温压缩过程指向图的左下方，此时湿空气的含湿量、相对湿度和水蒸气的分压力都降低，故而可以达到去湿目的。

五计算

1、一油冷却器是由外径为15mm，壁厚1mm的铜管制成的壳管式换热器，逆流操作。

在有冷却器中，密度为879kg/m3，比热容为1950J、流量为39m3/h的油品从56.9℃冷却至45℃。

冷却水在油冷器管内流过，进口温度33℃，出口温度37℃，表面传热系数hi=4480W/（），油在管外流过，对流传热系数hi=452W/（）。

求：

1）传热面积；2）换热管长度；3）如果不计管壁导热热阻，影响有多大（该铜管的导热率为100W/（））（20分）

1）平均传热温差

℃

2）热流量

3）传热系数

4）传热面积

5）管长

6）管壁的导热热阻为

导热热阻很小，因此不计管壁导热热阻，几乎无影响。

2、某加热炉炉墙由厚460mm的GZ-94硅砖、厚轻质粘土砖和厚5mm的钢板组成，炉墙内表面温度为1600℃，外表面的温度为80℃。

三层材料的热导率分布为、和40W/（mK）。

已知轻质粘土砖最高使用温度问1300℃，求炉墙散热的热流密度；并确定轻质粘土砖是否在安全使用温度范围。

（16分）

解：

设单位面积计算的炉墙各层导热热阻分别为r1、r2和r3

1）

2）界面温度tw2

℃

℃

因此，轻质粘土砖最高温度小于它的最高允许使用温度，在安全适用范围之内。

3、在两块发射率均为的大平板间插入一块发射率为的薄金属板，试求金属板的遮热作用。

（9分）

解：

1）无遮热板时的热流量为：

2）有遮热板时的热流量为：

3）

4）总结：

用发射率为的遮热板，可使辐射热流量减少为无遮热板时的1/27。

遮热板的表面发射率对遮热作用有较好的效果。

4、水平放置的蒸汽管道，保温层外径d0=383mm，壁温tw=48℃，周围空气温度tkong=23℃,

试计算保温层外壁的对流散热量。

（9分）（可能用到的参数和经验公式：

；

）

解：

1）特征温度

℃

2）根据特征温度确定空气的物性参数

3）求换热系数

4）单位管长的对流换热量

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