湖南大学工程热力学
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基本概念一、概论1、热流量、热流密度的定义2、导热、对流换热、辐射传热的定义3、三种基本的热量传递方式的差别,傅立叶定律、牛顿冷却公式、波尔兹曼定律。
4、传热系数的概念、在热阻的概念、热路欧姆定律。
5、导热、对流传热热阻的表达式,导热系数、对流换热系数的单位?6、某燃煤电站过热器中,烟气向管壁传热的辐射传热系数为30W/(m2.K),对流传热系数为70W/(m2.K),其复合传热系数为多少?二、导热K温度场、温度梯度、等温面的定义2、导热系数的定义,及影响因素;热扩散率的定义、影响因素,及于导热系数的区别。
3、稳态与非稳态导热的概念4、傅里叶定律,导热微分方程?定解条件的定义,几类边界条件的概念?5、什么是保温材料6、肋效率的定义三、对流换热1. 速度、温度边界层的概念?2、定性温度、特征长度的概念?3、相似准则(如Nu,Re,Pr,Gr,Ra):由几个变量组成的无量纲的组合量的物理意义及表达式?4、对流换热的分类,及各种对流方式的定义?(自然对流、强制对流X (单相对流、相变对流)5、影响对流传热系数的主要因素?6、温度边界层对对流换热系数的影响?7、对流换热微分表达式?8、大容器饱和沸腾曲线?分几个区域?各区域的特点?临界热流密度的概念?9、强化管内强制对流换热的方法?管内流动的入口效应的概念?10、不同类型的对流换热的流态的判据及大小?11、影响自然对流、强制对流的Nu的物性参数?12、外掠管束对流中顺排与叉排的优缺点?13、不凝结气体对膜态凝结换热的影响机理?四、辐射传热仁热辐射的机理?2、吸收比、反射比、穿透比、黑体、白体、透明体、灰体、漫射表面的定义?3、辐射力、有效辐射、投入辐射、定向辐射力、光谱辐射力、定向辐射强度?4、波尔兹曼定律、普朗特定律、兰贝特定律?与之相对应的发射率、光谱发射率、定向辐射率?韦恩位移公式?5、基尔霍夫定律?6、角系数的定义?几个特性?7、表面辐射热阻、空间辐射热阻的定义?遮热板的机理?重辐射面的定义?8、气体辐射的2个特点?9、什么是“温室效应”?试用传热原理说明冬天可以用玻璃温室种植热带植物的原理?为什么说大气中的C02含量增加会导致温室效应?五、传热过程及换热器仁什么是传热过程?什么是复合传热?肋系数?效能的概念?2、顺流与逆流,哪一种换热更强?3、临界热绝缘直径?4、平均温差的两种计算方法?对数平均温差的总表达式?5、换热器的定义及分类?6、污垢对传热过程的影响?7、有一台钢管换热器,热水在管内流动,空气在管束间作多次折流横向冲刷管束以冷却管内热水。
湖南大学工程热力学试题及答案1考中心填写:____年 ___月 ___日考用诚信应试 ,考试舞弊将带来严重结果!湖南大学课程考试一试卷湖南大学课程考试试卷:班:号学湖南大学教务处考试:中名心姓程名称:工程力学A;程:卷号: B ;考: 120 分题号一二三四五六七八九十总分应得分1510201540100实得分评卷人一、名解(每3分,共15分)1.可系:与境的功交只有体化功的可系。
2.均衡状:一个力系在不受境影响(重力除外)的条件下,假如其状装参数不随化,同力系内外成立了和力的均衡,力系于和(力的均衡状。
目不 3. 定流:若流程中张口系内部及其界上各点工的力参数及运参得数都不随而生化。
超此4. 增原理:孤立系(定量系)的往常是增大的,极限状况不,永不)可能减小。
5.比容:位量工吸使之温度高升(或降低)1K 所需的量。
二、判断(以下各,你正确的,在干的括号内打“√”,的打“ ×”,每1 分,共 10 分)1. 理想气体随意两个状参数确立以后,气体的状就确立了。
⋯⋯⋯⋯ ()2.理想气体只有取定比容,才能足耶公式 c p cvRg 。
⋯⋯()3.不行逆过程不可以 T-s图上表示,因此也不可以计算过程的熵变量。
⋯⋯⋯⋯()4.卡循的效率必定大于其余循的效率。
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯()5.定流能量方程合用于所用工的定流状况,不程能否可逆,有无耗散效。
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯()6.自程都是不行逆程,非自程都是可逆程。
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ()7.活塞式气机采纳隔举措,使程靠近程。
⋯⋯⋯⋯⋯⋯()8.不行逆循,系与境没法完整恢还原。
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ()9.大于 0 的程必不行逆程。
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯()10.气体自由膨以后,其力学能不。
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯()三、(每小 2 分,共 20 分)1. 理想气体可逆吸程,以下哪个参数必定增添:()。
A.力学能;B.;C.力;D.温度2.qu pdv 合用于(B)A理想气体可逆程B全部气体可逆程C理想气体全部程D理想气体准静程3. 下边参数中,量不同样的有(B)A. 比容B. 比C. 量气体常数D. 比4.若空气行可逆定加程,:( C )。
第1章基本概念1.1 本章基本要求深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念,掌握温度、压力、比容的物理意义,掌握状态参数的特点。
1.2 本章难点1.热力系统概念,它与环境的相互作用,三种分类方法及其特点,以及它们之间的相互关系。
2.引入准静态过程和可逆过程的必要性,以及它们在实际应用时的条件。
3.系统的选择取决于研究目的与任务,随边界而定,具有随意性。
选取不当将不便于分析。
选定系统后需要精心确定系统与外界之间的各种相互作用以及系统本身能量的变化,否则很难获得正确的结论。
4.稳定状态与平衡状态的区分:稳定状态时状态参数虽然不随时间改变,但是靠外界影响来的。
平衡状态是系统不受外界影响时,参数不随时间变化的状态。
二者既有所区别,又有联系。
平衡必稳定,稳定未必平衡。
1.3 思考及练习题1.名词解释闭口系统、开口系统、绝热系统、孤立系统、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环2.判断下列过程是否为可逆过程:1)对刚性容器内的水加热使其在恒温下蒸发。
2)对刚性容器内的水作功使其在恒温下蒸发。
3)对刚性容器中的空气缓慢加热使其从50℃升温到100℃4)定质量的空气在无摩擦、不导热的气缸和活塞中被慢慢压缩5)100℃的蒸汽流与25℃的水流绝热混合。
6)锅炉中的水蒸汽定压发生过程(温度、压力保持不变)。
7)高压气体突然膨胀至低压。
8)摩托车发动机气缸中的热燃气随活塞迅速移动而膨胀。
9)气缸中充有水,水上面有无摩擦的活塞,缓慢地对水加热使之蒸发。
3.试判断下列叙述是否正确,说明理由。
1)平衡态是系统的热力状态参数不随时间变化的状态。
2)不可逆的热力过程是指工质逆过程无法恢复到初始状态的过程。
3)由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程,故从本质上说属于可逆过程。
4)工质发生热量交换,状态参数中只有一个参数必然要发生变化,这个参数就是温度。
5)任何可逆过程都是准静态过程。
6)封闭系统是指系统内的工质不发生宏观位移的那些系统。
一、名词解释题(每题3分,共15分)1. 孤立系统:当热力系统与环境之间既无能量交换又无物质交换时,改系统被称为热力系统。
2. 含湿量:1kg干空气所含有的水蒸气的质量。
3. 比热容:单位质量工质吸热使之温度升高(或降低)1K所需的热量。
4. 技术功:技术上可资利用的功w t=1/2△c2+g△z+w i。
5. 理想气体:理想气体是一种抽象的概念,其主要假设是:气体分子是不占有体积的弹性质点;分子之间无作用力。
一切实际气体当其压力趋向零,比体积趋向无穷大及温度很高时都可作为理想气体。
二、判断题(下列各题,你认为正确的,请在题干的括号内打“√”,错的打“×”,每题1分,共10分)1.气体常数与气体的种类及所处的状态无关。
………………………………(×)2.经不可逆循环,系统无法完全恢复原态。
…………………………………(×)3.绝热过程因吸热或放热为零,所以必为等熵过程。
…………………………(×)4.活塞式压气机应采用散热措施,使压缩过程接近定温过程。
………………(√)5.热泵装置循环的制热系数εH越大,其制热量也越大。
……………………(×)6.不可逆过程中系统的熵只能增大不能减小…………………………………(×)7.在p-v图上定熵线的斜率比定温线的斜率大。
……………………………(√)8.卡诺循环是理想循环,一切循环的热效率都比卡诺循环的热效率低。
……(×)9.只有处于平衡状态的系统才可用状态参数p、v、T来描述。
………………(√)10.可逆多变过程中,技术功W t与膨胀功W之间存在关系W t=kW。
…………(×)三、选择题(每小题2分,共20分)1. 如工质为水,其压力越高,其汽化潜热( A )。
A 降低;B 不变;C 增加;D 无法确定2. 系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后,欲使系统回复到初态,系统需要进行:( D )。
湖南大学工程热力学第5章热力学第二定律(复习题)工程热力学例题与习题第5章热力学第二定律5.1 本章基本要求理解热力学第二定律的实质,卡诺循环,卡诺定理,孤立系统熵增原理,深刻理解熵的定义式及其物理意义。
熟练应用熵方程,计算任意过程熵的变化,以及作功能力损失的计算,了解火用、火无的概念。
5.2 本章重点:学习本章应该掌握以下重点内容:,l.深入理解热力学第二定律的实质,它的必要性。
它揭示的是什么样的规律;它的作用。
2.深入理解熵参数。
为什么要引入熵。
是在什么基础上引出的。
怎样引出的。
它有什么特点。
3.系统熵变的构成,熵产的意义,熟练地掌握熵变的计算方法。
4.深入理解熵增原理,并掌握其应用。
5.深入理解能量的可用性,掌握作功能力损失的计算方法 5.3 本章难点l.过程不可逆性的理解,过程不可逆性的含义。
不可逆性和过程的方向性与能量可用性的关系。
2.状态参数熵与过程不可逆的关系。
3.熵增原理的应用。
4.不可逆性的分析和火用分析. 5.4 例题例1:空气从P1=0.1MPa,t1=20℃,经绝热压缩至P2=0.42MPa,t2=200℃。
求:压缩过程工质熵变。
(设比热为定值)。
解:定压比热:CP?77R??0.287?1.005kJ/kg?k 22由理想气体熵的计算式:――1工程热力学例题与习题 ?S12?CPlnT2P4730.42?Rln2?1.005ln?0.287ln?0.069kJ/kg?k T1P2930.11.例2:刚性容器中贮有空气2kg,初态参数P1=0.1MPa,T1=293K,内装搅拌器,输入轴功率WS=0.2kW,而通过容器壁向环境放热速率为Q?0.1kW。
求:工作1小时后孤立系统熵增(环境温度T0=293K)。
解:取刚性容器中空气为系统,由闭系能量方程:Ws?Q??U 经1小时,3600Ws?3600Q?mCv?T2?T1?....?..?3600?W?Q??0.2?0.1??544K ???293?3600T2?T1?mCv2?0.7175由定容过程:P2T2T544??0.186MPa , P2?P12?0.1?P1T1T1293取以上系统及相关外界构成孤立系统: ?Siso??Ssys??Ssur?Ssur?Q3600?0.1??1.2287kJ/K T0293?Siso?0.8906?1.2287?2.12kJ/K例3:压气机空气由P1=100kPa,T1=400K,定温压缩到终态P2=1000kPa,过程中实际消耗功比可逆定温压缩消耗轴功多25%。
湖南大学工程热力学试题及答2 案.考试作弊将带来严重后果!, 诚信应考考试中心湖南大学课程考试试卷填写:3. 稳定流动:若流动过程中开口系统内部及其边界上各点工质的热力参数及运动参数都不随时间而发生变化。
4. 熵增原理:孤立系统(定质量系)的熵通常总是增大的,极限情况时不变,永不可能减小。
5. 比热容:单位质量工质吸热使之温度升高(或降低)1K所需的热量。
二、判断题(下列各题,你认为正确的,请在题干的括号内打“√”,错的打“×”,每题1分,共10分)1. 理想气体任意两个状态参数确定之后,气体的状态就确定了。
…………(×)2. 理想气体只有取定值比热容时,才能c?c?R。
……(×)满足迈耶公式gvp 页) 6 (共页 3 第3.不可逆过程不能T-s图上表示,所以也不能计算过程的熵变…………×)(量。
4. 卡诺循环的热效率一定大于其它循环的热效率。
………………………(×)5. 稳定流动能量方程适用于所用工质的稳定流动情况,不论过程是否可逆,有无耗散效应。
……………………(√)6. 自发过程都是不可逆过程,非自发过程都是可逆过程。
…………………(×)7. 活塞式压气机应采用隔热措施,使压缩过程接近绝热过程。
……………(×)8. 经不可逆循环,系统与环境无法完全恢复原态。
…………………………(×)9. 熵产大于0的过程必为不可逆过程。
………………………………………√)(其热力10. 实际气体绝热自由膨胀之后,√)学能不变。
…………………………(页) 6 (共页 4 第三、选择题(每小题2分,共20分)1. 理想气体可逆吸热过程,下列哪个参数一定增加:( B )。
A.热力学能;B.熵;C.压力;D.温度2.适用于(B)?pdvu?q?? A理想气体可逆过程B一切气体可逆过程C理想气体一切过程D理想气体准静态过程3. 下面参数中,量纲不相同的有( B )A. 比热容B. 比焓C. 质量气体常数D. 比熵4. 若空气进行可逆定压加热过程,则:( C )。