电力题库--热工基础（高级工）试卷
一、填空题(每小题分,共分)
1、火电厂中将热能转化为机械能的媒介物质叫______________。答案:工质
2、气体分子之间不存在引力,分子本身不占有体积的气体叫做____________气体。答案:理想
3、动能与物体的_______和______有关,重力位能与物体的__________和________有关。
答案:质量速度质量所处高度
4、表压力是气体的____________与_________的差值。答案:绝对压力大气压力
5、若给工质加入热量,工质的熵__________,这时工质是______热的,熵增为__________。
答案:增加吸正值
6、气体压力不变时,比容与温度成__________。答案:正比
7、p-v图中状态变化过程线下的面积大小即表示__________的大小,所以p=v图实质上也是________图。答案:功示功
8、对于单位质量的工质,热力学第一定律可表示为q=△u+ω,其中q表示_______△u表示________________,ω表示______________。答案:外界加给工质的热量工质内能的增量工质对外所做的功
9、从卡诺循环可得出,卡诺循环热效率只由高温热源与低温热源的_______________而定,提高其热效率的根本途径是提高_______________,降低________________。答案:温度T1 T2
10、凝结必定是发生于________或_______汽态物质的饱和温度。答案:等于低于
11、水蒸汽焓熵图,横坐标为__________,纵坐标为__________;焓熵图上有等________线、等______线以及等________线;在饱和水线和干饱蒸汽线下部为湿蒸汽区,湿蒸汽区还有等__________线。
答案:熵焓压温容干度
12、锅炉参数由低压到中压,由中压到高压,每千克工质的预热热与过热热所占总吸热量的比例是逐步
____________的,而汽化潜热是逐步___________的。答案:增加减小
13、蒸汽流经喷管的过程中因流速很大,时间很短,可看作绝热过程,这一过程在焓熵图上是_________：等熵
14、P1为蒸汽进入渐缩喷管的压力,P2为蒸汽流出喷管时的压力,当P1保持不变时,降低P2,此时通过喷管流量随P2^降低而________;但当P^X2^J降低一定值时,不管其P^X2^J怎样减小,喷管出口截面压力、流速、流量均保持不变,这时喷管产生了____________现象,这时在渐缩喷管出口处对应的压力,称为____________压力。答案:增大临界临界
15、蒸汽在喷管出口压力高于临界压力时,应使用______________喷管,当喷管出口压力低于临界压力时,应使用____________喷管。答案:渐缩缩放
16、工质在热力设备中不断进行_______,_______,_______,_______等过程,这些简单的热力过程组成朗肯循环。答案:定压吸热绝热膨胀等温等压放热绝热压缩
17、当蒸汽初温和初压保持不变,排汽压力升高,循环热效率______________,排汽压力降低,循环热效率
___________。答案:降低提高
18、采用中间再热循环的作用主要是为了_______________,目前也作为_________的一种手段。
答案:提高排汽干度提高循环热效率
19、采用回热循环以后,进入凝汽器的蒸汽流量____________,使冷源损失___________,同时凝汽器热负荷
_______,换热面可_________。答案:减少降低减少减少
20、将汽轮机具有一定压力的排汽全部供给热用户,这种供热方式称___________供热方式。答案:背压式
21、依靠电磁波来传递热量的现象叫____________。答案:热辐射
22、表明材料导热性能的主要物理量是_____________。答案:导热系数
23、减小导热热阻通常可采用__________壁厚,__________导热系数。答案:减小增大
24、流动的流体与固体壁面接触时,液体与壁面之间进行的热量传递过程称为________,简称___________。答案:对流换热放热
25、水的沸腾换热系数a随着水和壁面间温差的增大而__________,且与水的压力有关,水压力越高,沸腾换热系数__________。答案:增大越大
26、当蒸汽中含有空气时,空气附在冷却面上影响蒸汽通过,使热阻_______,水蒸汽凝结换热显著
___________。答案:增大削弱
27、流体内部温度不同时,温度较高的流体密度________而上升,附近温度较低的流体密度_______而流过来补充,形成自由运动换热。答案:较小较大
28、一般情况下,落在物体上的辐射能总是部分被_____,部分地被_____,另一部分则穿透该物体。
答案:吸收反射
29、当落在物体上的辐射能全部被吸收,这种物体称为___________。答案:绝对黑体
30、任何物体随时都在不停地向周围空间______辐射能,同时也在不断地_________辐射能,从而构成了辐射换热,当物体与周围物体温度相等时,则物体__________和___________的辐射能相等,即此时物体处于热平
衡状态。答案:放出吸收吸收放出
31、传热过程中,换热系数a1与a2相差较大时,要增强传热,应设法增加______________的换热系数比较有效。答案:较小
32、表面式换热器冷、热液体又流是是指冷、热液体在___________方向作______流动。混合流是________、_________和__________的组合。答案:相互垂直交叉顺流逆流叉流
33、锅炉对流受热面传热过程的特点之一就是热阻主要在__________侧及其_______热阻上,因此锅炉对流受热面为增强传热,常用增大_____流速,同时注意常清除管壁上的积灰。答案:烟气灰垢烟气
34、汽轮机凝汽器及冷油器这些换热器,_______的热阻对传热影响很大,因此为增强传热,应经常_________。答案:管内水垢清洗管内水垢
35、一切物体随时都在向外放射_________,而且也在不断地吸收其它物体的___________。
答案:辐射能辐射能
36、P1为蒸汽进入渐缩喷管的压力，P2为蒸汽流出喷管时的压力，当P1保持不变时，降低P2，此时通过喷管流量随P2降低而____________；但当P2降低到一定值时，不管其P2怎样减少喷管出口截面压力，流速流量均保持不变，这时喷管产生了___________现象，这时在渐缩喷管出口处对应的压力，称为
____________压力。答案:增大临界缩放
二、选择题(每小题分,共分)
1、下列单位中属于压力单位的是:( )
a.焦尔
b.牛顿·米
c.牛顿/米2答案:c
2、关于内能下列说法正确的是:( )
a.只与气体的温度有关
b.与气体的温度和分子之间的位能有关
c.与气体压力和比容有关答案:b
3、某可逆过程中物体对外做了功,而熵没变,则此过程:( )
a.工质吸收了热
b.工质放出了热
c.工质既设吸热又没放热答案:c
4、容器中有两种气体,分压力分别为p1,p2,混合压力为p,则下列关系正确的是:( )
a.p1=p2=p
b.p=p1+p2
c.p＜p1+p2答案:b
5、混合气体中组成气体分容积是指:
a.在混合气体温度和混合气体压力下该气体所占的容积
b.在混合气体温度与该气体分压力时该气体所占的容积
c.以上说法都不对答案:a
6、下面关系正确的是:( )
a.T2-T1=t2-t1
b.T2-T1＜t2-t1
c.T2-T1＞t2-t1答案:a
7、理想气体温度不变,压力与比容度的变化规律是:( )
a.p1o1=p2v2c.p1v2=p2v2答案:a
p1p2
b.──=──
v1v2
8、理想气体比容不变时,压力与温度的变化规律是:( )
9、下图中T-S图中,1-2过程表示:( )a.气体吸热 b.气体放热 c.气体与外界无热量交换
10、下图中,1-2过程对外界做功的是:( )
11、某一过程加入的热量等于工质的焓差,该过程是:( )a.等容过程 b.等温过程 c.等压过程答案:c
12、定压条件下物质从液态变为汽态:( )a.需吸热 b.放热 c.不一定吸热或放热答案:a
13、将一某压力下的干饱和蒸汽变为湿饱和蒸汽,可采用:( )a.加热 b.升压 c.降压答案:b
14、焓熵图上湿蒸汽区查找水蒸汽状态点,采用:( )
a.等压线与等温线交点
b.等压线与等干度线的交点
c.饱和线与等压线或等温线交点答案:b
15、随着蒸汽压力的升高,在水蒸汽焓熵图上,饱和水和干饱和蒸汽两点之间的距离:( )
a.缩短
b.伸长
c.不变答案:a
16、湿蒸汽比容v x的计算式是:a.v x=(1-x)v"+xv b.v x(1-x)v+xv" c.v x=xv答案:b
17、下图中,A,C点是:( )a.等压点 b.等温点 c.等焓点
18、下图中,A,D点是:( )a.等压点 b.等温点 c.等熵点
19、蒸汽在喷管中流动时,蒸汽参数变化规律为:( )
a.p2＜p1,t2＜t1,c2＜c1
b.p2＜p1,t2＜t1,c2＞c1
c.p2＜p1,t2＞t1,c2＞c1答案:b
20、从喷管连续流动方程式mv=fc中可看出,如果v增加的速率小于c增加的速率,则应用:( )
a.等截面喷管
b.渐扩喷管
c.渐缩喷管答案:c
21、蒸汽流经喷管时,喷管前蒸汽压力保持恒定,则通过喷管的蒸汽流量:( )
a.随喷管后压力降低一直可增大
b.随喷管后压力降低一直可减小
c.随喷管后压力降低增大,但增大至一定值后保持不变答案:c
22、d达到临界状态的喷管流动,在缩放喷管的渐扩部分:( )
a.压力下降、流速升高
b.压力上升、流速降低
c.压力不变、流速升高答案:a
23、工质经节流后: ( )
a.压力降低,温度降低,熵增加
b.压力降低,温度不变,熵增加
c.压力降低,温度升高,熵增加答案:a
24、蒸汽节流前后焓值不变,若在喷管中膨胀至同一压力后,则节流后的绝热焓降与节流前的绝是热焓降相比:( )a.焓降减小 b.焓降不变 c.焓降增加答案:a
25下图中,123456781热力循环属于:( )a.卡诺循环b.朗肯循环c.中间再热循环d.回热循环答案:c
26、:朗肯循环热效率计算公式:( )
27、3600
朗肯循环汽耗率公式d=───中,i1与i2分别表示:( )
i1-i2
a.汽轮机进汽焓与排汽焓
b.锅炉过热器出口焓与省煤器入口焓
c.汽轮机排汽焓与凝结水焓答案:a
28、提高循环热效率的合理方法:( )
a.提高蒸汽初压初温,降低排汽压力
b.提高新蒸汽汽温度,降低初压,降低排汽压力
c.提高新蒸汽初压,初温,提高排汽压力答案:a
29、采用中间再热循环后,汽轮机末级湿度:( )a.增加 b.减小 c.不变答案:b
30、采用回热循环可能使:( )
a.汽耗率降低、热效率升高
b.排汽干度提高,末级叶片寿命提高
c.凝汽器面积增大答案:b
31、导热基本公式正确的是:( )Q=λF t1-t2δ
32、发电厂管道敷设保温,此时管道导热热阻:( )a.增加 b.减小 c.不变答案:a
33、在维持导热量不变的情况下,要使导热温差减小,应使导热热阻:( )a.增大 b.减小 c.不变答案:b
34、减小导热热阻的有效方法是:( )
a.减小导热系数,减小壁厚
b.增加导热系数,减少壁厚
c.减小导热系数,增大增厚答案:b
35、下图中,两壁面导热量:( )a.q A=q B b.q A＞q B cq A＜q B.答案:a
36、一过热蒸汽管道,由于某种原因,使管道散热量增加,此时,管道内、外壁温差:( )
a.增加
b.不变
c.减小答案:a
37、对流换热系数超越大,对流换热的热阻:( )a.越大 b.越小 c.与换热系数无关答案:b
38、同种流体中,有物态变化时换热与无物态变化时换热相比较:( )
a.有物态变化时换热强烈
b.无物态变化时换强烈
c.只要流体相同,有无物态变化与换热强弱无关答案:a
39、流体流态对传热强弱的影响,当流态由层流变为紊流时,流体与壁面间换热强弱:( )
a.不变
b.增大
c.减小答案:b
40、流体在管外横向流经管簇,管簇错列顺列相比较,流体与管道间对流换热系数:( )
a.顺列时换热系数大
b.错列时换热系数大
c.顺列与错列换热系数数相同答案:b
41、水的沸腾换热系数,泡态沸腾与膜态沸腾相比较:( )
a.泡态换热系数大
b.膜态换热系数大
c.沸腾换热系数与膜态、泡态无关答案:a
42、落到物体上的辐射能部分被吸收,部分被反射,另一部分则穿透该物体,吸收率、反射率和穿透率之
和:( )a.大于1 b.等于1 c.小于1答案:b
43、表明物体吸收辐射能能力的量是:( )a.反射率 b.穿透率 c.黑度答案:c
44、绝对黑体辐射力与其绝对温度成:( )a.平方关系 b.立方关系 c.四次方关系答案:c
45、一切物体的辐射力与同温度下黑体的辐射力相比:( )
a.大于黑体辐射力
b.等于黑体辐射力
c.小于黑体辐射力答案:c
46炉膛内火焰与水冷壁间的换热:( )a.吸热能力大 b.吸热能力小 c.辐射能力与吸收能力无关答案:c
47、锅炉过热器的传热过程中,烟气对过热器管外壁的传热是通过以下传共同作用实现的:( )
a.对流换热与导热
b.对流换热与辐射
c.辐射与导热答案:b
48、平壁一侧流体对壁面换热系数为a1,另一侧流体对壁面换热系数为a2,平壁厚为δ,导热系数为λ,则这一传热过程热阻为:( )
49、汽轮机凝汽器、冷油器中传热热阻较大的是:( )
a.管外介质对管壁热阻
b.管内水垢热阻
c.管内介质对内壁答案:b
三、判断题(每小题分,共分)
1、功与能是同一个意思,其单位都相同。×
2、热量与热能的单位相同,其含义也相同。×
3、下落过程的物体,其位能一定是减小的。√
4、物体温度越高,其热量越多。×
5、容器内绝对压力低于大气压力时,p绝=p表+B。×
6、由于状态参数温度下T是表示物体的冷热程度,所以热量也是状态参数。×
7、一定质量的工质其比容不发生变化,则工质不对外做功,其压力也不会降低。×
8、绝热过程因工质与外界无热量交换,故工质温度也不会发生变化。×
9、根据能量转化与守恒定律,工质从热源吸收的热量,可以全部转化为功。×
10、热效率是评价循环热功转换效果的主要指标。√
11、饱和水蒸汽压力发生变化,其干度不会发生变化。×
12、凝结必定发生在温度低于或等于气态物质的饱和温度时。√
13、定压条件下,对饱和水加热,其温度为一定值,原因是加入的热量用来克服外力使体积膨胀作功。×
14、水蒸汽焓熵图上,随着压力的增大,相应的饱和水和饱和水蒸汽两点之间的距离逐渐缩短,两条界限曲线就逐渐接近。√
15、蒸汽通过喷嘴后,其部分热能将转化为动能。√
16、蒸汽通过喷管流动,向外输送了机械功。×
17、从喷管流动连续方程式f= mv/c中,因喷管中流动的流体速度c是增加的,所以喷管截面面积f应减小×
18、只要采用缩放喷管,则喷管出口流速就可大于临界速度。×
19、从关系式m=f·c/v中知,在缩放喷管的渐扩部分,f、c均增大,故m也增大×
20、朗肯循环就是工质在热力设备中不断进行等压吸热、绝热膨胀、等压放热、绝热压缩等四个过程,使热能不断转变为机械能。√
21、蒸汽在汽轮机内绝热膨胀,压力降低,比容增大,熵减小。×
22、采用给水回热循环后,由于汽轮机的热效率增大,所以汽轮机的汽耗率将降低。×
23、为提高朗肯循环的热效率,在初温和乏汽压力保持不变的条件下,初压提高,则热效率增大,排汽干度也随之提高。×
24、采用中间再热循环不但可以提高循环效率,而且可以提高汽轮机乏汽干度。√
25、当给水温度在某一值使回热循环的热效率最低时,则此给水温度称为热力学上的最佳给水温度。×
26、中间抽汽式供热系统可解决背压式供热系统供热不能满足供电的矛盾。√
27、材料导热系数因材质不同而不同。√
28、发电厂高温管道保温减小了导热热阻。×
29、导热系数越大,材料导热能力也就越强。√
30、对相同的导热温差层,导热热阻增大,使导热热量增加。×
31、受热面结垢后,影响了传热效果,故传热量减小,传热温差也减小。×
32、为了减少管道散热,可采用选用导热系数大的材料作保温材料,同时增加保温层厚度。×
33、通过壁面的导热量与平壁两表面的温差成正比,而与热阻成反比。√
34、对流换热系数与流体的种类有关,与流态无关。×
35、对流换热系数越大,其它条件不变时,对流换热量也增大。√
36、流体处于层流运动时,由于流体分层流动,热量传递是依靠导热进行的,所以层流换热要比紊流换热弱√
37、沸腾换热的主要特点是水内部不断产生汽泡,因汽态换热系数比液态换热系数小,故沸腾换热系数因存在汽泡而减小。×
38、水的沸腾换热系数与水的压力有关,压力越高,沸腾换热系数越大。√
39、当水蒸汽和高于蒸汽压力所对应饱和温度的冷壁面接触时,会发生凝结换热。×
40、蒸汽中含有不凝结所体时,不凝结气体会在冷却面上影响蒸汽通过,造成很大热阻,从而使水蒸汽凝结换热显著削弱。√
41、绝对黑体的反射率和吸收率均为零。×
42、物体的黑度在数值上等于同温度下物体的吸收率。√
43、物体吸收能力越强,其辐射能力就越弱。×
44、实践证明,遮热板应选用黑度较小的材料。√
45、气体辐射的特点之一是对辐射线的波长有选择性。√
46、锅炉烟道中烟气对对流过热器外壁面的换热是对流换热和辐射换热同时起作用的。√
47、锅炉炉膛中烟气对水冷壁的换热主要以对流为主。×
48、传热系数越大,即传热总热阻越大。×
49、流体通过单层平壁传热时的传热总热阻等于固体壁两侧流体换热热阻之和。√
50、削弱传热的方法常有增加绝热层以减小导热热阻,设法减小设备外表面与空气间总换热系数等。×
四、问答题(每小题分,共分)
1、容积功,流动功,技术功和轴功间有何区别与联系?
答案:容积功ω=∫12pdv,是由于工质体积变化所做的功。流动功pv是工质通过控制面时带入控制体的功,它是流动工质的流动能。轴功w1是从热式设备上所能传出的技术上可被利用的外功,对转动机械而言是指转动机械输出的功。技术功则是工质流动的动能,重力势能的变化及轴功ωs三项之和的总称,即
ωι=1/2(c22-c12)+g(z2-z1)+ωs它们之间的联系为:可逆变化时:ω1=∫12pdv-(p2v2-p1v1)
2、热力学第一定律说明了什么问题?其表达式是怎样的?
答案:答:热力学第一定律说明热机把工质的热能转变为机械能,必须符合能量转换和守恒定律,即在转换中能的总量保持不变。热力学第一定律表达式为:q=△u+ω。
3、p-v图与T-S图是怎样组成的?有何用处?
答案:p-v图横坐标为比容,纵坐标为压力,p-v图中状态变化过程线下的面积大小表示功的大小;p-v图实质上也就是示功图。T-S图横坐标为熵,纵坐标为绝对温度,T-S图中状态变化过程线下的面积大小表示热能的变化量即为热量,T-S图实质上也就是示热图。
4、为什么高压热水放到低压容器,热水会部分地变化蒸汽?举例说明。
答案:答:高压热水温度较高,放到低压容器,如果低压容器压力所对应的饱和温度小于高压热水温度,则高压热水放到低压容器后,成为饱和水,温度为低压容器压力下的饱和温度,高压热水温度降低放出热量使热水部分变为蒸汽,锅炉排扩容器就是利用了这一大原理。
5、同一温度下,工质比容v＜v,说明工质的压力高于还是低于p饱,如果v＞v,压力p＜p饱,工质处于什么状态? 答案:同温度下,工质的比容v＜v,说明工质的压力高于p饱。如果v＞v",压力p＜p饱,工质处于过热状态。7、为什么蒸汽动力设备不采用卡诺循环而采用朗肯循环?
答案:答:蒸汽动力设备如采用卡诺循环,则它仅限于应用饱和蒸汽,这样,上限的加热温度T1受限于蒸汽的饱和温度,下限温度又受限于环境温度,故可利用温差不大,卡诺循环理论效率仍不高,且在饱和蒸汽膨胀做功
的末期,湿蒸汽中所含水分很多,对高速工作的蒸汽轮机很不利。在冷却终了时湿蒸汽比容甚大,需用较大的压缩机,从而消耗的压缩功很大,故实际蒸汽动力设备不采用卡诺循环而用朗肯循环。
8、蒸汽初压、初温、终压的改变对朗肯循环热效率有何影响?
答案:答:当蒸汽初压p1和排汽压力p2保持不变,提高蒸汽的初温度t1,使热效率η朗增大。当蒸汽初温t1和排汽压力p2保持不变,提高初压p1,使热效率η朗增大。但热效率提高的速度随初压p1的不断提高而减慢。当蒸汽初温t1和初压p1保持不变,降低排汽压力p2,使热效率η朗增大。
9、什么叫供热循环?为什么采用供热循环能提高经济性?
答案:答:既供电又供热的循环称为供热循环或称热电合供循环。采用热电合供循环把汽轮机排汽或中间抽
汽直接或间接地应用于工业、农业和生活中,这部分蒸汽的热量被全部利用。这样,减少了这部分蒸汽进入凝汽器放出汽化热,使冷源损失减少,从而使循环经济性提高。
10、如果已测得二层壁中各层壁面温度t1、t2、t3分别为600℃、500℃、200℃,试分析哪一层热阻大?
答:第一层热阻比较小,第二层热阻大。
11、分别以水冷壁和炉墙为例,说明增强和削弱传热,可采取哪些措施?
答案:锅炉水冷壁需增强导热,必须减少其导热热阻。水冷壁管内结垢、管外积灰均使导热热阻增加,所以锅炉对给水品质有一定要求,防止管内结垢。对管对积灰垢,运行人员每班要定期吹灰,保证受热面清洁。锅炉炉墙选用导热系数较小的绝热材料,并适当增加厚度以增大热阻,削弱换热, 减少对外热损失。
12、影响凝结换热的因素有唧些?
答案:影响凝结换热的因素有:蒸汽中是否含不凝结气体,蒸汽中含不凝结气体将显著削弱凝结换热;蒸汽流
动速度和方向,蒸汽流速大,流动方向与水膜流动方向相同时,会使水膜减薄热阻减小,凝结换热增强;冷却表
面情况,冷却表面粗糙不平会使凝结水膜阻力增加,水膜厚度增加,热阻增大,凝结换热系数削弱;冷却面排列
方式,横向布置比竖向布置凝结换热系数大,多排管子叉排换热系数大,辐排居中,顺排换热系数小。
13、物体的黑度与吸收率间有何关系?黑度大小与辐射力又有何关系?
答案:物体黑度表明了物体接近于黑体程度,实际物体黑度小于1,对于不同的物体,黑度差别很大。通常物体的黑度与物体的材料、温度和它的表面状况有关。粗糙和氧化的表面一般黑度大一些。物体的黑度在数值上等于同温度下物体的吸收率。物体黑度越大,吸收能力越强,其辐射能力也越强。
14、气体辐射与固体辐射有何不同?
答:(1)气体的辐射与气体的分子结构及性质有关,单原子和某些双原子气体对热辐射线是透明体,辐射力与
吸收率等于零。而三原子及多原子气体具有相当大的辐射力和吸收能力。(2)气体的辐射和吸收,对热辐射线的波长有选择性。(3)气体辐射和吸收是在整个容积中进行的。
15、什么是传热过程?试举例说明。
答:一种流体通过固体壁面将热量传给另一种流体的过程叫传热过程。如锅炉水冷壁管外是高温火焰,管内
是被加热流体,热量通过管壁由火焰传给水。
五、计算题(每小题分,共分)
1、某容器容积为0.06立方米,储有0.72千克的空气,求气体的比容是多少?如再向该容器充入0.18千克空气,气体比容变为多少?0.067米3/千克
2、有一容器有0.07立方米的气体,其压力为0.3兆帕,当温度不变,容积减小到0.01立方米,其压力上升到多少?(题中压力为绝对压力)2.1兆帕
3、一热机产生1.5千瓦功率,其热效率为0.24,问热机每小时吸收多少千焦的热量?放出热量与吸收热量之比为多少?所做的功与放出热量之比又为多少?5400千焦0.240.3158
4、发电机所发出的功率为6000KW,发电机效率95%,试求为了维持发电机正常运行所必须的冷却空气的流量。假定发电机热损失全部换成热量,车间定温20℃,空气的终温不冷超过55℃,空气定压比C p=1KJ/kg·K。
62.87kg/s
5、若1千克蒸汽在锅炉中吸热q1=2512千焦/千克,在凝汽器中放热q2=2093千焦/千克,问蒸汽在汽轮机内做功为多少?当蒸汽流量为440吨/小时,如果做的功全部用来发电,问每天发多少电?1229066.67千瓦·时
6、某背压式汽轮机功率为6000千瓦,汽轮机排汽焓i2=2173千焦/千克,其蒸汽用于生产,凝结水在饱和温度下回入锅炉,其焓值i2=556.34千焦/千克。汽轮机新蒸汽焓为i1=3299.2千焦/千克,求每小时的汽耗量及电能生产与供热的比例。27.18%
7、一台锅炉的炉墙由三层材料叠合面成。最里面是耐火粘土砖,厚115毫米,其导热系数为1.16瓦特/米·℃;中间是B级硅藻土,厚125毫米,其导热系数为0.116瓦特/米·℃;最外层为石棉板,厚70毫米,其导热系数为0.116瓦特/米·℃。已知炉墙内、外表面温度分别为450℃和60℃,试求每平方米炉墙每小时的热损失及耐火粘土砖与硅藻土分界面上的温度。788688焦尔/米2·时,428.3℃。
8、压力P=1巴的干饱和蒸汽,其温度t饱=99.64℃,在长度为1米,外径为40毫米的管表面上凝结,若管壁表面温度为60℃,蒸汽凝结换热系数为5100瓦特/米2·℃。求管子表面的换热量。
解:F=πd外L=3.14×0.04×1=0.1256米2Q=aF(t饱-t壁)=5100×0.1256×(99.64-60)=25391.8瓦特
9、有两层平行平板,板面温度分别为900℃和200℃,黑度分别为0.7和0.8,求系统黑度a n和5米2板面上每小时的换热量?1121148千焦
10、试求锅壁两表面温度t壁1、t壁2及单位面积传热量q。已知锅壁厚δ=20毫米,导热系数λ=50瓦特/米2·℃;烟气温度t流1=1000℃,水的温度t流2=200℃,从烟气到壁面热系数a1=100瓦特米2·℃,从壁面到水换热系数a2=2000瓦特/米2·℃。236.72℃
11、某锅炉空气预热器,空气横向冲刷管簇,空气的平均温度t空气=133℃,空气与管簇间的平均换热系数为60瓦/米2℃,空气与管簇间换热量为2100瓦/米2。试确定管子表面的平均温度。168℃
12、钢管内径d1=42mm外径d2=49mm管内流过过热蒸汽,其平均温度t流2=440℃,a2=1000w/m2·℃,外管流过烟气,其平均温度t流1=660℃,a1=50w/m2·℃。求传热系数和传热量q1(管壁热阻不计)。1381.63瓦特/米。
13、对于一平板的导热,试计算下列条件下平板两表面间的温差。已知平均板面积F=0.1米2,板厚δ=25毫米,板的导热系数λ=0.2瓦/米·℃,通过板面的导热量Q=1.5千瓦。1875℃
14、当大气压力为0.1兆帕时,温度为20℃的气体所占有的容积为3米3,求标准状态下气体所占有的容积是多少米3?2.759米3
15、有100千克的饱和蒸汽,其中含水20千克,如该饱和压力下v=0.0010906立方米/千克,v"=0.3926立方米/千克,求蒸汽的干度以及比容是多少?答案:0.31430米3/千克
一、1.若已知工质的绝对压力P=，环境压力Pa=，则测得的压差为(B)A.真空pv= B.表压力pg=.真空pv= D.表压力p g= 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则(A) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是(B)=0 =>W
热工基础题库 一、选择题 基本概念 1.与外界只发生能量交换而无物质交换的热力系统称为。B A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 2.与外界既无能量交换又无物质交换的热力系统称为。D A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 3.开口系统与外界可以有。D A、质量交换 B、热量交换 C、功量交换 D、A+B+C 4.与外界有质量交换的热力学系统是：A A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 5.下列与外界肯定没有质量交换但可能有热量交换。B A、绝热系统 B、闭口系统 C、开口系统 D、孤立系统 6.实现热功转换的媒介物质称为。C A、系统 B、气体 C、工质 D、蒸气 7.工质应具有良好的和。A A、流动性/膨胀性 B、耐高温性/导热性 C、耐高压性/纯净 D、耐腐蚀性/不易变形 8.若闭系处于热力学平衡状态，则内部工质的处处一致。A A、压力和温度 B、压力和比容 C、比容和温度 D、压力、温度和比容 9.稳定状态是平衡状态，而平衡状态是稳定状态。B A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 10.均匀状态是平衡状态，而平衡状态是均匀状态。C A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 11.下列组参数都不是状态参数。C A、压力；温度；比容 B、内能；焓；熵 C、质量；流量；热量 D、膨胀功；技 术功；推动功 12.下列组参数都是状态参数。A A、焓；熵；比容 B、膨胀功；内能；压力 C、热量；比热；温度 D、技术功；动能；位能 13.下列答案是正确的。B A、10℃=43.8℉=285.15K B、10℃=50℉=283.15K C、10℃=40.2℉=285.15K D、10℃=42℉=283.15K 14.摄氏温度变化1℃与热力学绝对温度变化1K相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 15.摄氏温度变化1℃与华氏温度变化1℉相比，有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 16.若大气压力为100KPa，真空度为60KPa，则绝对压力为。D A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40KPa 17.若大气压力为100KPa，表压力为60KPa，则绝对压力为。A A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40Kpa 18.在工程热力学计算中使用的压力是。A A、绝对压力 B、表压力 C、真空压力 D、大气压力 19.若大气压力为0.1Mpa，容器内的压力比大气压力低0.004Mpa，则容器的B。 A、表压力为0.096Mpa B、绝对压力为0.096Mpa C、真空度为0.104Mpa D、表压力为0.104Mpa
2011-2012硅酸盐专业《热工基础》期末试题A卷 一、名词解释：（30分） 1、流体的密度—— 2、静压强—— 3、体积流量—— 4、发热量—— 5、相对湿度—— 6、黑体—— 7、干燥—— 8、完全燃烧—— 9、高温系数—— 10、干球温度—— 二、填空：（25分） 1.煤的工业分析法组成主要由__________、__________、__________、__________四种。 2.空气过剩系数是指_________________与__________________之比。 3.表示固体和液体燃料组成的基准有__________、__________、__________、__________四种。 4.传热的基本方式有__________ 、__________和__________。 5、在燃烧学中空气分为__________和________，而在干燥学中空气分为_________和________。 6、不完全燃烧分为______________和______________。 7、表示湿度的方法有三种：________、_____________、_________其中_____是为了测定方便； ______表示空气的相对干燥能力；________便于干燥计算。 三、简答题：（25分） 1、燃烧计算的内容有哪些？ 2、如何对煤进行工业分析？ 3、如何根据雷诺准数的大小来判断流体的流态？ 4、冬天用手接触相同温度的铁块和木块时感到铁块比木块凉，这是为什么？
5、流态有几种？表现形式有何不同？如何判定？ 五、计算题（20分） 1、水从三段串联管路流过，管路直径分别为：d1=100mm, d2=50mm, d3=25mm, ω3=10m/s,求ω1和ω2. 2、已知标态下CO2的密度为1.96kg/m3, O2的密度为1.43kg/m3，CO 的密度为1.25kg/m3, N2的密度为1.25kg/m3。今测得某水泥回转窑窑尾废气的体积百分比：CO2 =28.8% ，O2=1.0% ，CO =0.2%，N2=70%，求此废气标态时的密度。 3、一炉壁由耐火砖砌成，厚度δ=250mm，耐火砖内表面温度t1=1000℃, 外表面温度t2=100℃, 耐火砖平均导热系数为λ=1.28W/(m.℃)。求通过炉壁的热流量。
第三章 习 题 3-1 解：设定熵压缩过程的终态参数为222S T p 和、，而定温压缩过程的终态参数为 222 S T p '''和、,根据给定的条件可知： 1222 T T p p ='='； 又因为两个终态的熵差为S ?，固有： 2 12 22 222 ln ln ln T T Mc p p mR T T mc S S S p g p ='-'=-'=? 所以有： )exp(12p mC S T T ?- = 对于定熵压缩过程有： k k k k T p T p 2 12111--= 所以： )exp()exp(])1(exp[()( 11112 112g p k k mR S p mR S M p mc k S k p T T p p ?- =?- =-?==- 3-2 解：设气体的初态参数为1111m T V p 和、、，阀门开启时气体的参数为 2222m T V p 和、、，阀门重新关闭时气体的参数为3333m T V p 和、、，考虑到刚性容器有： 321V V V ==，且21m m =。 ⑴当阀门开启时，贮气筒内压力达到51075.8?Pa ，所以此时筒内温度和气体质量分别为： K 25366.7 8.752931 21 2=? ==p p T T kg T R V p m m 0.225293 2870.0271075 1 g 1121=???= = = ⑵阀门重新关闭时，筒内气体压力降为 5 104.8?Pa ，且筒内空气温度在排气过程中保持不变，所以此时筒内气体质量为： kg T R V p T R V p m g g 216.025 .366287027.0104.85 2 333 333=???= = 所以，因加热失掉的空气质量为： kg m 0.0090.2160.225m m Δ32=-=-= 3-3 解：⑴气体可以看作是理想气体，理想气体的内能是温度的单值函数，选取绝热气缸内的两部分气体共同作为热力学系统，在过程中，由于气缸绝热，系统和外界没有热量交换，同时气缸是刚性的，系统对外作功为零，故过程中系统的内能不变，而系统的初温为30℃，所以平衡时系统的温度仍为30℃。 ⑵设气缸一侧气体的初始参数为1111m T V p 和、、，终态参数为111T V p '''、、，另一侧气体的 初始参数为2222m T V p 和、、，终态参数为222 T V p '''、、，重新平衡时整个系统的总体积不变，所以先要求出气缸的总体积。
第一章热力学基础知识 一、填空题 1.实现能与能相互转化的工作物质就叫做。 2.热能动力装置的工作过程,概括起来就就是工质从吸取热能,将其中一部分转化为,并把余下的一部分传给的过程。 3.热力系统与外界间的相互作用一般说有三种,即系统与外界间的交换、交换与交换。 4.按系统与外界进行物质交换的情况,热力系统可分为与两类。 5.状态参数的变化量等于两状态下,该物理量的差值,而与无关。 6.决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需个。 7.1mmHg= Pa;1mmH2O= Pa。 8.气压计读数为750mmHg,绝对压力为2、5×105Pa的表压力为MPa。 9.用U形管差压计测量凝汽器的压力,采用水银作测量液体,测得水银柱高为720、6mm。已知当时当地大气压力Pb=750mmHg,则凝汽器内蒸汽的绝对压力为MPa。 10.一个可逆过程必须就是过程,而且在过程中没有。 11.只有状态才能用参数坐标图上的点表示,只有过程才能用参数坐标图上的连续实线表示。 12.热量与功都就是系统与外界的度量,它们不就是而就是量。 13.工质作膨胀功时w 0,工质受到压缩时w 0,功的大小决定于。 二、名词解释 1.标准状态—— 2.平衡状态—— 3.准平衡过程—— 4.可逆过程—— 5.热机—— 6.热源—— 7.热力系统—— 8.体积变化功—— 9.热力学温标—— 10.孤立系—— 三、判断题 1.物质的温度越高,则所具有的热量愈多。 2.气体的压力越大,则所具有的功量愈大。 3.比体积与密度不就是两个相互独立的状态参数。 4.绝对压力、表压力与真空都可以作为状态参数。 6.孤立系内工质的状态不会发生变化。 7.可逆过程就是不存在任何能量损耗的理想过程。 8.凝汽器的真空下降时,则其内蒸汽的绝对压力增大。 9.若容器中气体的压力没有改变,则压力表上的读数就一定不会改变。 四、选择题 1.下列各量可作为工质状态参数的就是: (1)表压力; (2)真空; (3)绝对压力。 2.水的三相点温度比冰点温度应: (1)相等; (2)略高些; (3)略低些。 3.下列说法中正确的就是: (1)可逆过程一定就是准平衡过程;
试卷一 一、选择（本大题 16 分，每小题 2 分） 1.某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式（）正确。 (a) ds ＞ dq/T （ b ） ds ＜ dq/T （ c ） ds=dq/T 2.处于平衡状态的简单可压缩热力系统，其状态参数间的关系正确的是（）。 (ρ为密度 ) 。 (a)F=F(ρ,v,T) （ b ） F=F(ρ,v,P) （ c ） F=F(ρ,P,T) ３．用压力表测量容器内氧气的压力，压力表读数为 25bar 。已知当地大气压力为 1bar ，则氧气的真实压力为（） bar 。 (a) 26 （ b ） 25 （ c ） 24 ４．在 p － v 图上，经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值（） (a) 大（ b ）小（ c ）相等（ d ）可能大，也可能小 ５．理想气体 1kg 经历一不可逆过程，对外做功 20kJ 放热 20kJ ，则气体温度变化为（）。 (a) 提高（ b ）下降（ c ）不变 ６．同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩（ 1 1.3 题略 解： m 2.127481 .92.110)7893(3 =??-=??=??=?g p h h g p ρρ 1.5 题略 m 1.05.0 2.030sin m 2.0200kg/m 800/8.033=?======l h mm l cm g ρ已知： 烟气的真空度为： Pa 8.78430sin 2.081.9800=??=??=h g p v ρ ∵ 1 mmH 2O = 9.80665 Pa ∴ 1 Pa = 0.10197 mmH 2O O mmH 027.808.7842==Pa p v 烟气的绝对压力为： kPa 540.98Pa 388.985408.7843224.133745==-?=-= v b p p p 1.10 题略 解：锅内表压力 g 40.77kg 04077.081 .91041010063==???=?= ?= -g A p m A g m p g g 2.2填空缺数据（兰色）： 2.9 题略 已知：D 1 = 0.4 m ，p 1 =150 kPa ，且气球内压力正比于气球直径，即p = kD ，太阳辐射加热后D 2 = 0.45 m 求：过程中气体对外作功量 解：由D 1=0.4 m ，p 1=150 kPa ，可求得：k =375 kPa/m kJ 27.2) (8 2 2 )6 (41423 332 1 =-= == ?==? D D k dD kD W dD kD D d kD pdV dW D D π π π π 答：过程中气体对外作功量为2.27 kJ 2.12 题略 解：（1）确定空气的初始状态参数 K 300)27273(m 10101010100kPa 1.29310100108.91951021332414 3 111=+==???===???+=+=+=-----T AH V A g m p p p p b g b （2）确定拿去重物后，空气的终了状态参数 由于活塞无摩擦，又能与外界充分换热，因此终了平衡状态时缸内空气的压力和温度与外界的压力和温度相等。则 33-3211 2124 3222m 101.50231 .1951 .29310K 300kPa 1.19510100108.9)100195(102?=?=====???-+=+=+=---p p V V T T A g m p p p p b g b 活塞上升距离 cm 023.5m 05023.01010010)15023.1()(4 3 12==??-=-=?--A V V H 对外做功量 J 999.9710)15023.1(101.195332=?-??=?=-V p W 由闭口系能量方程，Q =△U+W ，因T 2 = T 1，故△U = 0。所以求得气体与外界的换热量为 Q =W=97.999 J 讨论：（1）本题活塞上升过程为不可逆过程，其功不能用pdV W ?=2 1计算， 本题是一种特殊情况，即已知外界压力，故可用外界参数计算功（多数情况下外 《热工基础》综合练习题 一、填空题 1．雾化燃烧是气体燃烧料的一种燃烧方式？ 2．包含对流换热系数的准数是 3．洁白的雪对热射线有很强的反射能力？ 4．金属的导热系数随着温度的升高而降低？ 5．为提高实际燃烧温度，空气过剩系数不宜太小，也不能过大？ 6．由红砖、保温砖、粘土砖组成多层平壁，如层与层间由于接触不紧密而存在空气，则多层平壁的传导热流量将（a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不能确定。 7．对不饱和空气，干球温度、湿球温度、露点温度之间三者的大小关系是 8．影响自然排烟烟囱抽力的主要因素有 二、简答题 1．为什么新干法窑尾的电收尘器前要设置增湿塔 2．多通道燃烧器有什么突出的优点 3．新型控流阻力篦板主要解决了什么关键问题，篦板阻力与料层阻力的关系发生了什么变化 4．回转窑应具备什么功能，怎样调控物料在窑内的运动 5．简述新型干法生产工艺的发展历程试从热工角度讨论生产中节能降耗的可能途径 6．冷却机的性能有哪些评价指标 7．分解炉内的旋风和喷腾效应有什么主要效果（15分） 8．悬浮预热器的共性有哪些，使用中预热器为何要采用多级串联的工艺布置（15分）9．生产中可采用哪些措施防止结皮堵塞。 10．降低预热器系统阻力损失的措施有哪些 11．生产中为什么要控制分解炉内的温度为890±30℃） 12．影响碳酸盐分解的主要因素有哪些？已知某生产线入窑生料的烧失量为36.2%，出窑烟气中的物料烧失量为3.8%，试求其入窑的表观分解率。 13．简述预分解窑系统中分解炉的主要功能，分解炉内的物料分散与均布是怎样实现的？ 新型干法生产工艺为何能降低废气中的NOx排放量？ 14．在什么情况下应考虑采用旁路放风，它对预热器窑和预分解窑的影响是否一样？15．第三代篦冷机采用了哪些主要的技术措施？ 16．试从熟料形成的热化学入手，说明生产过程中建立稳定的热工制度的必要性，稳定热工制度应有哪些保证条件？ 17．新型干法水泥生产中的D-D炉与RSP炉的主要区别是什么？ 18．生料再循环的目的是什么？ 19．新型干法生产中，为使系统控制最优，对各级预热器的分离效率应进行怎样的控制（以4级预热器为例）？ 20．怎样定义碱的内循环与外循环？ 21．复合式篦冷机与组合阶段式篦冷机的主要区别是什么？ 22．水泥熟料的实际热耗主要由那几部分组成？ 23．在不考虑土建投资的情况下，若追求热效率最高，是不是以增加预热器的级数为好？24．结合传热理论说明预热器系统换热效率好的原因。 试卷一 一、选择(本大题16分，每小题2分) 1.某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式（）正确。 (a)ds＞dq/T(b)ds＜dq/T（c）ds=dq/T 2。处于平衡状态的简单可压缩热力系统，其状态参数间的关系正确的是().(ρ为密度)。 （a）F=F（ρ，v,T)(b）F=F(ρ,v，P)（c)F=F(ρ,P,T) ３．用压力表测量容器内氧气的压力，压力表读数为25bar。已知当地大气压力为1bar，则氧气的真实压力为（）bar. (a）26（b）25（c）24 ４．在p－v图上，经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值（） (a)大（b）小（c)相等（d）可能大，也可能小 ５．理想气体1kg经历一不可逆过程,对外做功20kJ放热20kJ,则气体温度变化为（)。 (a）提高(b）下降（c）不变 ６．同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩（1 ７．理想气体等温过程的技术功为（） (a）h1-h2（b）0（c）（d）v(p1=p2） ８．理想气体绝热流经节流阀，节流后稳定截面处的焓值（）（a)升高（b)降低（c)不变（d）无法确定 二、判断正误(划“√”或“×”号）（本大题16分，每小题2分） 1。系统从外界吸收热量，温度一定升高（）。 2.在热力循环中，如果工质不向冷源放热，则该循环的热效率可以达到100%（). 3。沸腾状态的水总是烫手的。(） 4.蒸汽抽汽回热循环每级抽汽量越大，循环热效率越大。（) 5。绝热过程一定是定熵过程.() 6.供热系数一定大于1，制冷系数也一定大于1。（） 7.实际气体的压缩因子总不等于1。（） 8.任意可逆循环的热效率都是。（) 三、填空（本大题16分,每小题2分） １、稳定流动能量方程式应用于换热器时的简化形式 2、2kg空气从300K定压加热到700K时的吸热量为kJ（空气比定压热容=1.004kJ/（kg·K）） ３、当湿蒸汽的干度x＝0时，工质全部为。 ４、一不可逆热机在高温热源Th和低温热源Tl之间工作。高温热源熵变–1。5kJ/K;低温热源熵变2.5kJ/K,热机在绝热压缩过程中熵变0。2kJ/K；绝热膨胀过程中熵变0.7kJ/K；取高温热源、低温热源和热机为系统，则完成循环后此系统的熵变S系=＿＿＿kJ/K。 ５、已知氧气在250K时=0。913kJ/（kg·K),=0.653kJ/（kg·K）.则该气体的气体常数R 工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 （闭卷，150分钟） 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分，共40分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？ 答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C ，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： =??? ? ?++- ?=15.27350015.273301500,q x E 303.95kJ 3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分 1分 根据卡诺定理及推论： 1分 4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空，如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ）如变化，并简述为什么。 答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W 1212 00ISO Q Q S T T -?= +++R 0S ?= iso S ?= 5. 试由开口系能量程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计） 答：开口系一般能量程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件 ， 则上式可以简化为： 根据质量守恒，有 代入能量程，有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态程。 答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态程可写成：P i V = m i R i T 。 7. 高、低温热源的温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大，愈有利？试证明你的结论。 答：否，温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数愈小，耗功越大。（2分） 证明：T T w q T T T R ?==-= 2 2212ε，当 2q 不变，T ?↑时，↑w 、↓R ε。即在同样2q 下(说明 得到的收益相同)，温差愈大，需耗费更多的外界有用功量，制冷系数下降。（3分） 8. 一个控制质量由初始状态A 分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态B ，若两过程中热源温度均为 r T 。试证明系统在可逆过程中吸收的热量多，对外做出的膨胀功也大。 第一章 1. 平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？ 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 2. 表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化？ 答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。 3． 当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？ 答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？ 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。准平衡过程只注重的是系统内部 而可逆过程是内外兼顾！ 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？ 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。引起其他变化时是可以回到初态的！ 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？ 答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 大气压力改变，热水能量散失，导致内部压力改变，压力平衡打破 7. 用U 形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？ 答：严格说来，是有影响的，因为U 型管越粗，就有越多的被测工质进入U 型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。 习 题 1-1 解： kPa bar p b 100.61.00610133.37555==??=- 1. kPa p p p g b 6.137********.100=+=+= 2. kPa bar p p p b g 4.149494.1006.15.2==-=-= 3. kPa mmHg p p p v b 3315.755700755==-=-= 4. kPa bar p p p b v 6.50506.0 5.000 6.1==-==- 一、判断题： 1. 平衡状态一定稳定状态。 2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律； 3．公式d u = c v d t 适用理想气体的任何过程。 4．容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 5．在T —S 图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。 6．膨胀功与流动功都是过程的函数。 7．当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时，以可逆定温压缩过程最为省功。 8．可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行，并能恢复到初始状态的过程。 9. 根据比热容的定义式 T q d d c ，可知理想气体的p c 为一过程量； 10. 自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程； 11．在管道作定熵流动时，各点的滞止参数都相同。 12．孤立系统的熵与能量都是守恒的。 13．闭口绝热系的熵不可能减少。 14．闭口系统进行了一个过程，如果熵增加了，则一定是从外界吸收了热量。 15．理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。 16．实际气体绝热节流后温度一定下降。 17．任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质的熵总是不变的。 18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率； 19．混合气体中质量成分较大的组分，其摩尔成分也一定大。 20．热力学恒等式du=Tds-pdv 与过程可逆与否无关。 21．当热源和冷源温度一定，热机工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。 22．从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态，因为气化过程温度未变，所以焓的变化量Δh=c p ΔT=0。 23．定压过程的换热量q p =∫c p dT 仅适用于理想气体，不能用于实际气体。 24．在p －v 图上，通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率。 热工基础第十章思考题答案 1 何谓表面传热系数？写出其定义式并说明其物理意义。 答：q=h（t w-t f），牛顿冷却公式中的h为表面传热系数。表面传热系数的大小反映对流换热的强弱。 2 用实例简要说明对流换热的主要影响因素。 答：（1）流动起因室内暖气片周围空气的流动是自然对流。而风机中的流体由于受到外力的作用属于强迫对流。强迫对流和自然对流的换热效果是不同的。 （2）流动的状态流动状态有层流和湍流，层流和湍流的对流换热强度不同，输水管路，水流速度不同，会导致水的流动状态由层流到湍流，那么这两种流动状态对流换热效果是不同的。 （3）流体有无相变水在对流换热过程中被加热变成水蒸气，蒸气在对流换热过程中被冷却变成水，这个过程会吸收和放出汽化潜热，两个换热过程的换热量不同。 （4）流体的物理性质流体的物理性质对对流换热影响很大，对流换热是导热和对流两种基本导热共同作用的结果。因此，比如水和油，金属和非金属对流换热效果不同。 （5）换热表面的几何因素换热器管路叉排和顺排换热效果不同，换热管线直径大小对换热效果也有影响。 3 对流换热微分方程组有几个方程组组成，各自到处的理论依据是什么？ 答：（1） 连续性微分方程 （2） 热量平衡方程 （1）动量平衡方程 连续性微分程的依据是根据质量守恒导出的 热量平衡方程是根据能量守恒导出的 动量平衡方程是根据动量守恒导出的 4 何谓流动边界层和热边界层？它们的厚度是如何规定的。 答：流动边界层是由于流体粘度造成速度变化的区域，即速度发生明显变化的流体薄层。速度达到∞处的y值作为边界层的厚度，用表示。 当温度均匀的流体与它所流过的固体壁面温度不同时，在壁面附近会形成一层温度变化较大的流体层，称为热边界层。过于温度t-=（t∞-）处到壁面的距离为热边界层的厚 度。 5 简述边界层理论的基本内容。 答：（1）边界层的厚度与壁面特征长度L相比是很小的量。 （2）流场划分为边界层区和主流区。流动边界层内存在较大的速度梯度，是发生动 思考题 第一章 1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？ 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的 压力表或真空计的读数是否可能变化？ 答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？ 答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？ 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？ 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？ 答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7. 用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？ 答：严格说来，是有影响的，因为U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。 第二章 图 1 图2 2012工程热力学Ⅰ考题（A ） 一、简答题（共30分） 1、图1中循环1-2-3-a -1和循环1-b -3-4-1都是不可逆 循环。有人判断循环1-2-3-a -1的热效率高于循环1-b -3-4-1的热效率，你是否同意他的说法，为什么？（10分） 2、有一种热机，以水蒸气为工质，循环的高温热源温度为1200 K ，低温热源温度为300 K ，循环的热效率t η。现将循环工质改成理想气体，则循环的热效率t'η与原循环热效率比较将发生什么样的变化？为什么？ （10分） 3、“水蒸气的朗肯循环中乏汽在冷凝器中凝结释放出大量热量，有人提出将汽轮机排出的乏汽直接送回锅炉可提高水蒸气循环的热效率。”请据热力学基本定律出发评估这种观点。（10分） 二、计算题（共70分） 1、一种切割工具利用从喷嘴射出的高速水流切割材料，供水压力为200kPa 、温度20℃， 喷嘴内径为0.002m 时，射出水流温度20℃，压力100kPa ，流速1000m/s ，已知在200kPa 、20℃时，3 0.001002m /kg v =，假定可近似认为水的比体积不变，求水泵功率。（10分） 2、某太阳能供暖的房屋用5×8×0.3m 的大块混凝土板作为蓄热材料，该混凝土的密度为2300kg/m 3 ，比热容0.65kJ/(kg ·K)。若混凝土板在晚上从23℃冷却到18℃（室内温度），求此过程的熵产。（10分） 3、某活塞式内燃机定容加热理想循环（图2循环1-2-3-4-1），压缩比ε =10，压缩冲程的起点状态是t 1=35℃ 、p 1=100kPa 。加热过程中气体吸热650kJ/kg 。假定比热容为定值，且c p =1.004kJ/（kg·K），κ =1.4，求：（1）循环中各点的温度、压力和循环热效率；（2）若循环压缩过程和膨胀过程均不可逆，两过程的熵产分别为0.1kJ/(kg·K)和0.12 kJ/(kg·K)，求工质 经循环后的熵变； （3） 若膨胀过程持续到5（p 5 = p 1），画出循环T-s 图，并分析循环热效率提高还是下降。（10+5+5分） 4、空气在轴流压缩机中被绝热压缩，压力比为4.2，初终态温度分别为30℃和227℃。 变形 & 若闭系处于热力学平衡状态，则内部工质的 ____________ 处处一致。A A 、压力和温度 B 、压力和比容 C 、比容和温度 D 、压力、温度和比容 9. 稳定状态 ________ 是平衡状态，而平衡状态 __________ 是稳定状态。B A 、一定/一定 B 、不一定/一定 C 、一定/不一定 D 、不一定/不一定 10. _______________ 均匀状态 _______________________ 是平衡状态，而平衡状态 是均匀状态。C A 、一定/一定 B 、不一定/一定 C 、一定/不一定 D 、不一定/不一定 11. 下列 _______ 组参数都不是状态参数。C A 、压力；温度；比容 B 、内能；焓；熵 C 、质量；流量；热量 D 、膨胀功；技 术功；推动功 14. 摄氏温度变化1C 与热力学绝对温度变化1K 相比，有 。B A 、前者大于后者 B 、两者相等 C 、后者大于前者 D 、不一定 15. 摄氏温度变化1C 与华氏温度变化1T 相比，有 __________ 。B A 、前者大于后者 B 、两者相等 C 、后者大于前者 D 、不一定 16. 若大气压力为100KPa ，真空度为60KPa ，则绝对压力为 _________ 。D A 、160KPa B 、100KPa C 、60KPa D 、40KPa 17. 若大气压力为100KPa ，表压力为60KPa ，则绝对压力为 __________ 。A A 、160KPa B 、100KPa C 、60KPa D 、40Kpa 18. 在工程热力学计算中使用的压力是 。A A 、绝对压力 B 、表压力 C 、真空压力 D 、大气压力 19. 若大气压力为0.1Mpa ，容器内的压力比大气压力低 0.004Mpa ，则容器的 热工基础题库 一、选择题 基本概念 1. 2. 3. 4. 与外界只发生能量交换而无物质交换的热力系统称为 A 、开口系统 B 、闭口系统 C 、绝热系统 与外界既无能量交换又无物质交换的热力系统称为 _ A 、开口系统 B 、闭口系统 开口系统与外界可以有 _______ 。 A 、质量交换 B 、热量交换 与外界有质量交换的热力学系统是 A 、开口系统 B 、闭口系统 C 、绝热系统 _。B D 、孤立系统 。D D 、孤立系统 C 、 C 、功量交换 :A 绝热系统 D 、 A+B+C 5. 7. D 、 下列 ________ 与外界肯定没有质量交换但可能有热量交换 A 、绝热系统 B 、闭口系统 C 、开口系统 实现热功转换的媒介物质称为 __________ 。C A 、系统 B 、气体 C 、工质 工质应具有良好的 _______ 和 _________ 。 A A 、流动性/膨胀性 B 、耐高温性/导热性 C 、 孤立系统 B 孤立系统 D 、蒸气 耐高压性/纯净 D 、耐腐蚀性/不易 12. 下列 ________ 组参数都是状态参 数。 A 、焓；熵；比容 B 、膨胀功; 动 能；位能 13. 下列 ________ 答案是正确的。B A 、10°C =43.8 T =285.15K A 内能；压力 C 、热量；比热；温度 B 、10 C =50 T =283.15K D 、10C =42 T =283.15K D 、技术功; 建筑环境与设备工程专业 一、选择题(每小题3分，共分) 1.若已知工质的绝对压力P=0.18MPa，环境压力Pa=0.1MPa，则测得的压差为( B ) A.真空pv=0.08Mpa B.表压力pg=0.08MPa C.真空pv=0.28Mpa D.表压力pg=0.28MPa 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低，则( A ) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是( B ) A.q=0 B. Wt=W C. Wt>W D. Wt 1 工质的真实压力称为绝对压力，用P表示；当绝对压力高于环境压力Pb时，压力表指示的数值称为表压力，用Pe表示。P=Pb+Pe 2温度概念的建立以及温度概念的测量是以热力学第零定律为依据的。 3可逆过程是无耗散效应的准平衡过程。 4热量与功量都是过程量而不是状态量。 5简答 绝热节流：在忽略动能，位能变化的绝热节流过程中，节流前后工质的焓值相等。但是在两个截面之间，特别是缩口附近，由于与流速变化很大，焓值并非处处相等，因此不可将绝热节流过程理解为定焓过程。 6对于质量为m的理想气体，状态方程的形式为：pV=mRg T 7迈耶公式Cp-Cv=Rg Cp,m-Cv,m=R 统称迈耶公式 8真实比热容与平均比热容： 理想气体的比定容热容和比定压热容也是温度的单值函数。 一般来说，温度越高，比热容越大，这是因为温度增高，双原子分子和多原子分子内部的原子振动动能增大的缘故。 9理想混合气体的基本定律 分压力道尔顿定律仅适用于理想混合气体，因为实际混合气体中各组元气体之间之间存在着相互作用与影响。 分体积理想混合气体的总体积等于各组元的分体积之和，也常称为分体积相加定律。11111混合气体的总压力等于各组元分压力之和 p=〖pi (k i=1) p混合气体总压力，pi为第i种组元的分压力。式所示规律为道尔顿定律。仅适用于理想混合气体，在实际混合气体中，各组元气体之间存在着相互作用与影响。 10定熵过程：可逆绝热过程也称为定熵过程 由于K值总是大于1，因此在P-V图上定熵线斜率的绝对值大于定温线斜率的绝对值。11多变过程 PV^n=常数n=0 p=常，定压n=1 p=常，定温 n=k pv^k=常，定熵n=+-& v=常，定容 12简答 过程中功和热量值的正负判断方法 1）膨胀功W的正负应以过起点的定容线为分界线 在p-v图上，由同一起点出发的多变过程线若位于定容线的右方，比体积增大，w>0,，反之w<0. 在T-s图上，w>0的过程线位于定容线的右下方，w<0的过程线位于定容线的左上方。 2）技术功Wt的正负应以过起点的定压线为分界线 在p-v图上，由同一起点出发的多变过程线若位于定压线的下方，Wt>0,反之Wt<0. 在T-s图上，Wt>0的过程线位于定压线的右下方，Wt<0的过程线位于定压线的左上方。 3)热量q的正负应以过起点的定熵线为分界线 在p-v图上，吸热过程线位于位于绝热线的右上方，放热过程线位于绝热过程线的左下方。在T-s图上，q>0的过程线位于绝热线的右方，q<0的过程线位于绝热线的左方。 13定温压缩消耗的技术工最少，压缩终了时气体温度最低；绝热压缩消耗的技术功最多，压缩终了时气体温度最高；多变压缩位于两者之间。 14多级压缩，是否越多越好 理论上磨粉机越多，消耗的功量越少，因为级数越多，通过级间冷却，过程越趋近于理想热工基础习题参考答案(部分)
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