安全工程热力学与传热学复习题（黑科技安全工程热力学与传热学复习题）一填空1．工程热力学是从工程应用的角度研究（热能）和（机械能）的转换规律和工质的性质，找出能量利用经济性的最有效途径。
2．包括热源、冷源和功的接受装置在内的整套蒸汽动力装置属于（孤立）系统。
3．实现准静态过程的充分和必要条件是（过程进行的时间比弛豫时间大的多）。
4．如下图所示，一刚性容器被分成两部分。
外界环境压力为0.1MPa，压力表B的读数为40kPa，真空计C 的读数30 kPa，则容器两部分内气体绝对压力P1=(30 )，P2=( 70 )。
（以kPa表示）（4题图）5．由两个过程：（1）对刚性容器内的水加热，使其在恒温下蒸发。
（2）对刚性容器内的水做功，使其在恒温下蒸发。
这两个过程，（（1））过程可以是可逆的。
6．稳定流动能量方程的表达式（ ])(21[212122122s s w c c h h q w c h q +-+-=+∆+∆=或）；应用于锅炉时的表达式为（q=h 2-h 1）。
7．某热机中工质先从T 1=1000K 的热源吸热150 kJ/kg ，再从T 2=1500K 的热源吸热450 kJ/kg ，向T 3=500K的热源放热360 kJ/kg ，该循环（能）（能、不能）实现；是（不可逆）（可逆、不可逆）循环。
8．某地区当地的音速为400m/s ，空气的流速为20m/s ，则当地的马赫数Ma 等于（0.05），该地区空气流动为（亚音速流动）（亚音速流动、超音速流动、临界流动）。
9．黑体辐射能量按波长分布服从（普朗克定律）定律，按空间分布服从（兰贝特定律）定律，辐射力大小由（斯蒂芬－波尔兹曼定律）定律确定。
10.工作在高温热源T 1和T 2之间的逆向卡诺循环，用于制冷时的性能系数可表示为（ T 2/（T 1—T 2） ）；用于供暖时的性能系数可表示为（ T 1/（T 1—T 2） ）。
（用状态参数T 1和T 2表示）（11题图）如上图所示空腔内辐射换热系统，则X1，2（ 1 ），X2,1（0～1 ）。
（0、1、0～1）12．影响膜状凝结换热的主要因素是（蒸汽流速）和（蒸汽中不凝结气体的含量）。
13．若所有落在物体上的辐射能全部被该物体吸收，则这一类物体叫做（黑体或绝对黑体），如果全部被反射，则这一类物体被叫做（白体或绝对白体）。
14．一黑体温度为1000K，则该黑体的辐射力为（5.669×104W/m2）。
15．某气轮机的喷管入口处蒸汽的比焓h1=2780 kJ/kg，出口处的比焓h2=2340 kJ/kg，不考虑蒸汽的入口流速，则蒸汽的出口流速为（938.1m/s）。
16．单位质量的工质流入膨胀阀时的比焓为438kJ/kg，那么离开膨胀阀时工质的比焓为（438 kJ/kg ）。
17.肋片效率是（实际肋片的换热量/整个肋片壁面的温度等于肋根温度时的换热量）。
18.黑体辐射的角系数具有三个性质，它们是：（1）（相对性），数学表达式为（ 1,222,11X A X A = ）；（2）完整性，数学表达式为∑==n i i X1,11； （3）可加性，数学表达式为∑==n i iX X 12,12,119．传热学就是研究由（ 温差 ）引起的（ 热能 ）传递规律的科学。
20．稳定运行中的蒸汽锅炉属于（ 开口 ）系统。
21．某油船蒸汽锅炉的表压力为1.3Mpa ，冷凝器的真空度为0.094Mpa ，当地大气压力为0.1Mpa 。
则锅炉的绝对压力为（ 1.4Mpa ），冷凝器的绝对压力为（ 0.006Mpa ）。
（以Mpa 表示）22．有一封闭系统沿过程a 从状态1变化到状态2，然后又分别沿过程b 、c 又回到状态1。
这些过程中的Q和W 列于下表中，试按热力学第一定律填写表中空白处的数值。
23．在温度为T1的高温热源和温度为T2的低温热源之间工作的热机循环，以（卡诺循环）热效率为最高。
25．有一n级压缩机，要使该压缩机所消耗的机械功达到最小值，则应使（每级的增压比均相等）。
26．热传递的三种基本方式：（热传导）、（热对流）、（热辐射）。
27．将尺寸一样的铜棒和橡木棒插入沸水中，持铜棒的手已感到很烫，而持橡木棒的手还没有感到温度上升，原因是（导温系数大的物体，各处温度能较快地趋于均匀一致或铜棒比木棒的导温系数大）。
28．流体受加热或冷却引起的自然对流换热与（由温度差异所形成的浮升力）有关。
29.绝热系与外界没有（热量）的交换。
30.参看下图，回答问题：第30题图1+2是（闭口系）系统，1+2+3+4是（孤立系）系统。
31.（系统恢复平衡所需的时间）称为弛豫时间。
32..实际过程的不可逆因素有( 耗散效应)、有限温差下的热传递、（自由膨胀）、不同工质的混合。
33.相对湿度 值越小，表明湿空气（继续吸水的能力越强）。
34.水蒸气汽化过程的p-v图中2线是指（饱和水线）、（饱和蒸汽线）。
35.渐缩喷管出口的流速最大只能（和当地音速相等）。
36．稳态传热过程是指（物体中各点温度不随时间而变化的热量传递过程）。
37．一传热过程的热阻为0.035K/W，温差为70℃，则其热流量为（ 2 ）KW。
38.已知一平壁厚0.02m，热阻为0.02m2.K/W，其导热系数为（1）W/m.K。
39.发电机水冷、空冷两种方式，（水冷）方式的冷却效果好。
40.冬天用手分别触摸同一环境中的木块和铁块，感到铁块很凉，这是因为（因为铁块的导温系数比木块大）41.大容器沸腾曲线分为自然对流、（核态沸腾）、过渡沸腾、（膜态沸腾）四个区段。
二简答题1．简述卡诺定理？答：在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效率都相等，与采用哪一种工质无关。
在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。
2．压气机增压比过高时为什么采用多级压缩、中间冷却方式？答：采用多级压缩中间冷却，有如下好处：（1）可降低压缩终温；（2）压气机消耗功率减小。
3．在P—V图上表示出既膨胀、又吸热、又降温这个过程？4．简述实现辐射传热的强化的几种途径？答：（1）表面改性处理 1、表面粗糙化 2、表面氧化 3、表面涂料（2）添加固体颗粒循环流化床、流化床反应器、流化干燥（3）使用广谱选择性涂料吸收短波，长波只有微弱的发射性能5．简述蒸汽凝结换热中珠状凝结是怎么形成的？目前常用的使壁面形成珠状凝结的一种方法是什么？答：当冷凝液体不能湿润冷却壁面时，它就在冷表面上形成小液滴，饱和蒸汽在这些液滴上凝结，使液滴形成半径越来越大的液珠。
当液珠的重力大于其对壁面的附着力时，液珠便脱离凝结核心而沿壁面滚下。
这些滚下的液珠冲掉了沿途所有的液滴，于是蒸汽又在这些裸露的冷壁面上重新在凝结核心处形成小液滴，这称之为珠状凝结。
一种方法是，将壁面进行改性处理，使之成为非湿润表面。
6．冬季利用玻璃窖培植蔬菜的道理何在？答：普通的玻璃很容易让波长小于2um的热射线通过，因此它可以把照射到它上面的大部分太阳能透射过去。
然而，这种玻璃对于3或4um以上的长波辐射基本上是不透明的。
由于玻璃窖内的物体所发出的低温辐射实际上全是这种长波辐射，所以它们仍然被阻止在玻璃窖内。
这样，鉴于玻璃允许进来的辐射壁出去的多，因而玻璃窖内就产生了温室效应，即温度比较高，适合培植蔬菜。
7．提高循环热效率的基本途径？答：（1）对于卡诺循环，无论使用什么工质，也不论可逆热机的结构形式，提高热源的热力学温度和降低冷源的热力学温度，均可提高循环热效率。
（2）对于不可逆热机，应尽量避免其实际循环中所包含的不可逆因素，即减少循环的不可逆性，使其热效率接近相同热源条件下卡诺循环的热效率。
8．钢锭在炉中加热时，随着温度的升高，钢锭的颜色发生由黑→暗红→红→橙黄→白的变化，为什么？答：由维恩位移定律可知，对应于最大单色辐射力的波长与该黑体热力学温度成反比，黑体在不同温度下的单色辐射力的最高峰是随着温度增高而移向波长较短的一边。
所以钢锭会出现这种现象。
9．若室内的温度在夏季和冬季都保持在20℃，那么在夏季和冬季人在室内所穿的衣服能否一样？试从传热的观点分析其原因？冬季挂上窗帘布后顿觉暖和，原因又何在？答：穿的衣服不能一样。
虽然夏季和冬季室内的温度都在20度，但是室外的温度是不一样的，夏季高，冬季低，这样室外的温度和室内的温度就形成了温度差，进而就有了热传递，夏季室外比室内高，则热量向室外传递，冬季则相反，所以所穿的衣服不能一样。
挂上窗帘，相当于多加了一层热阻，所以感觉暖和。
10．影响对流换热的主要因素有哪些？答：（1）流体流动产生的原因；（2）流体有无相变发生；（3）流体流动状态的影响；（4）流体物理性质的影响；（5）放热面几何因素的影响；（6）流体流动速度的影响。
11．简述蒸汽凝结换热中膜状凝结是怎么形成的？其中，什么影响了热量传递的效果？答：如果冷凝体能很好的湿润壁面，就会沿整个壁面凝成一层膜，并且在重力作用下流动，称为膜状凝结。
凝结放出的汽化潜热必须通过液膜。
因此，液膜厚度直接影响了热量传递。
12．近年来地球环境温度逐年上升，形成了所谓的“温室效应”。
你认为“温室效应“的产生和现代工业生活方式的发展有什么联系？答：气体发射辐射和吸收辐射对波长具有强烈的选择性，其中二氧化碳和水蒸汽的光带主要有三个，且这三个光带范围位于红外光带，属于长波。
地球上的物体大部分都发射长波，在现代工业生活方式中，二氧化碳和水蒸汽的含量越来越高，吸收地球上物体发射出来的长波。
这部分别吸收的电磁波，又被二氧化碳和水蒸汽发射到地球上，再加上太阳辐射的短波，导致地球温度约来越高，就出现了温室效应。
13、饱和湿蒸气与饱和湿空气的区别？答：二者差别有二，O构成的，而饱和其一，湿蒸气是一种化学成分H2湿空气是空气和水蒸气多种化学成分构成的；其二，饱和湿蒸气是饱和液体（水）和干饱和蒸汽的混合物，其中水和蒸汽都是饱和的；饱和湿空气虽是干空气和水蒸气的混合物，其中水蒸气是饱和的，但空气远未达到饱和。
14、过热水蒸气与过冷水的区别？答：(1)过热水蒸气是水蒸气所处的温度高于水蒸气压力所对应的饱和温度时的水蒸气；(2)过冷水是水所处温度低于水具有的压力所对应的饱和温度时的水。
15、对流换热的概念和特点？答：指流动的流体与固体壁面之间直接接触，当两者温度不同时发生的热量传递现象。
（1）对流换热与热对流不同，既有热对流，也有导热；不是基本传热方式；（2）导热与热对流同时存在的复杂热传递过程；（3）必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动；也必须有温差。
16、等温面与等温线的特点有哪些？答：（1）温度不同的等温面或等温线不相交；（2）在连续的温度场中，等温面（或等温线）或者在物体中构成封闭的曲面（或曲线），或者终止于物体的边界，不可能在物体中中断；（3）沿等温线（面）无热量传递；（4）等温线的疏密可直观反应不同区域温度梯度的相对大小。
