武汉理工大学 工程热力学和传热学往年试卷(含答案)
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13、当黑体表面温度为27℃时计算得辐射力。。
A 解得辐射力E01=549W/M2;
B 解得辐射力E01=954W/M2;
C 解得辐射力E01=459W/M2 ;
D 解得辐射力E01=659W/M2。
14、换热器加肋片的作用是。
A 增大对流换热系数α以增强传热;
B 增大面积A以增强传热;
C 增大黑度ε以增强传热;
D 增大温差⊿t以增强传热。
15、Re的物理意义是。
二、简答题(每题5分,共30分)
1、对刚性容器中的空气缓慢加热,使其从50℃升温到100℃,请判断该过程是否可逆,并扼要说明原因。
2、有一台可逆机经历了定容加热1→2、等熵膨胀2→3和等压放热3→1之后完
成一个循环。设工质为理想气体,其等熵指数为k,循环点的温度T
1、T
2
和T
3
已
知,试在P-V图和T-S图上表示出该循环,并写出循环的热效率计算式。
3、用喷水方式冷却湿空气,能否把此湿空气的温度降至原先湿空气状态下的露点温度,为什么?
4、用平底铝锅烧水,铝锅厚1mm,导热系数为200 W/(m·k),如果锅底结了厚为0.1mm的水垢,水垢的导热系数为2 W/(m·k),且锅两边的温差不变,那么有水垢和无水垢的导热量之比为多少?
5、对管内强制对流换热,为何采用弯管可以强化流体的换热?
6、地球和火星同太阳的距离相差不大,但为什么火星表面温度昼夜变化却比地球大得多?
三、计算题(每题10分,共40分)
1、空气在压缩机中被压缩。压缩前空气的参数是p
1=0.1Mpa,u
1
=0.845m3/kg, 压
缩后空气的参数是p
2=0.8Mpa,u
2
=0.175m3/kg。设在压缩过程中,1kg空气的热力
学能增加146kJ,同时向外放出热量50kJ,压缩机每分钟生产压缩空气10kg。求
①压缩过程中对1kg气体所作的功;
②每生产1kg的压缩气体所需的功;
③带动此压缩机的电动机的功率。
2、温度为800k,压力为5.5Mpa的燃气进入燃气轮机,在燃气轮机内绝热膨胀后流出燃气轮机。①在燃气轮机出口处检测废气的压力和温度,现在有两组值:一组压力为1.0Mpa,温度为485k,另一组压力为0.7Mpa,温度为495k,试判断这两组值谁是正确的?②此过程是否可逆?(燃气的性质按空气处理,Cp=1.004kJ/kg·k,Rg=0.287kJ/kg·k,环境温度T
=300k)
3、有一平底铝制水壶,壶底直径24cm,铝底厚2mm,内装20℃的水,置于电炉上。已知:铝的导热系数210 W/(m·k),传热量Q=388W,壶内壁对水的换热系
数465W/(m 2·k )。问:快速把壶从电炉上取下,并立即用手贴在壶底上,能否把手烫坏(即求壶底温度)?
4、在换热器中,重油从300℃被冷却到200℃,而石油从25℃ 被加热到175℃。如果换热器设计成(1)顺流式:(2)逆流式,并假定这两种情况的传热系数和所传递的热量完全一样,试确定换热器的对数平均温差,并比较逆流方式与顺流方式的经济性。(提示:比较所需的换热面积。)
武汉理工大学教务处
试题标准答案及评分标准用纸
课程名称 :工程热力学和传热学 (A 卷)
一、选择题、填空题(每题2分,共30分,)
1C 2 A 3D 4C 5B 6A 7 29℃,16℃ 8升高压缩 9流量大,气体能无间歇地连续流进流出 10定压预热阶段 11C 12D 13C 14B 15惯性力与粘性力之比
二、简答题(每题5分,共30分)
1.答:可以是可逆的,也可以是不可逆的,取决于热源温度与空气温度是否随时相等或随时保持无限小的温差。
2.答:
3.答:不能。因为喷水冷却湿空气的过程近似一定焓过程,由焓湿图上可知,此时处理后湿空气的温度永远大于原先状态下的露点温度。
4.答: ()
()()
1
2131121
3112
1T T T T k T T V C T T p C q q t
---
=---
=-=η11
/1//////,/=+===∆∆=q q Rd R R R q q ,
t R t q d d
d d d 代入计算得而故不变由于λδλδλδ
5.答:流体流经弯管时,由于离心力作用,在横截面上产生二次环流,增加了扰动,从而强化了换热。
6.答:由于地球表面有大气层(主要成分为co2和水蒸气),白天大气层会吸收一部分来自太阳的辐射能量,而在夜间,因天空温度比太空温度(接近于绝对零度)高得多,由于大气层的辐射作用,故地球表面温度昼夜温差较小。
三、计算题(每题10分,共40分)
1.解:①
②
③2.解:①
kg
kJ
u
q
,
/
196
146
50-
=
-
-
=
∆
-
=
ω
由闭口系能量方程得
系
取气缸中的气体为热力
()
()
kg
kJ
pu
u
q
h
q
,
t
/
5.
251
845
.0
10
1.0
175
.0
10
8.0
146
503
3
-
=
⨯
⨯
-
⨯
⨯
-
-
-
=
∆
-
∆
-
=
∆
-
=
ω
由开口系能量方程得
的气体为热力系
取气缸进出口和气缸中
()
。
S
,
k
kg
J
P
P
Rg
T
T
c
s
S
,
g
p
g
故该组数据不正确
因为一切过程
显然这是不可能的
则过程的熵产为
若出口状态是第一组值
,0
20
.
13
5.5
1
ln
287
800
485
ln
1004
ln
ln
1
2
1
2
≥
∆
〈
⋅
-
=
-
=
-
⋅
=
∆
=
∆
kw
w
q
P
t
m
9.
41
5.
251
60
10
=
⨯
=
⋅
=
电动机的功率