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热工基础习题答案9--12

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9-------------109.4 题略已知：λ1=1.3 W/（m ·℃） δ1= 0.02 m λ2= 0.35 W/（m ·℃） q max = 1830 W/m 2 t w 1 =1300 ℃ t w 2 = 30℃ 求：?2=δ解：由多层壁导热公式：2211λδλδ+∆=tq可得 m q t 2375.035.03.102.018303013002112=⨯⎪⎭⎫⎝⎛--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆=λλδδ 结论：保温层最小厚度为237.5 mm 。

9.5 题略此题3层圆筒壁导热问题（1）每米管长的各层热阻分别为（由内向外排序）W K m d d R l /10357.16616.017.0ln 58.021ln 2141211⋅⨯=⨯=π=-πλλW K m d d R l /283.017.023.0ln 17.021ln 212322⋅=⨯=π=πλλW K m d d R l /3967.023.029.0ln 093.021ln 213433⋅=⨯=π=πλλ每米管长的总热阻 )0(/6797.03967.0283.010357.16614≈⋅=++⨯=-l l R WK m R λλ（2）每米管长的热损失为m W R t t r r t t q lii ni in w w l /8.3676797.050300ln2141111·1=-=-=π-=+=+∑λλ（3）各层接触面的温度由于通过每层的q l 相同，即121l w w l R t t q λ-=得℃88.29310357.1668.3673004112=⨯⨯-=-=-l l w w R q t t λ同理，℃79.189283.08.36788.293223=⨯-=-=l l w w R q t t λ9.7 题略已知：mm d 50=；)/(85℃m W ⋅=λ；s m a /1095.225-⨯=；℃t 3000=；℃t f 36=；)/(302℃m W h ⋅=；℃t 90=求：铜球达到90℃时所需的时间 解：1.00088.085025.030＜　hRBi =⨯==λ可以用集总参数法)exp(0τρcVhAt t t t ff -=--m i n17.211270363003690ln4301095.23485lnln25300==--⨯⨯⨯⨯-=---=---=-s RRt t t t ahAVt t t t hAcVff f f ππλρτ9.10 题略此题为2层平壁导热问题，分析同9.7（略）第10章10.1 内径20mm 的管子，壁温恒定为200℃，空气入口温度20℃，入口流速20m/s 。

求空气出口温度达60℃时所需的管长。

解：定性温度 ℃40)(21="+'=f f f t t t由附表9得：699.0,/s m 1096.16,K)W/(m 1076.2,K)kJ/(kg 005.1,kg/m 128.12623=⨯=⋅⨯=⋅==--ff f p fPrc νλρ，，由于管内流体为空气，应将进口处流体温度下的流速修正到f t 下的流速。

由流体连续性方程（稳定流动，质量流量相等），有Au A u q q f f fmm ρρ==111,m /s )(365.21202732027340,11111=⨯++=====u T T u uTR p vf ffg ρρρ雷诺数4610＞251951096.1602.0365.21=⨯⨯==-fif fd u Reν（湍流）由管内湍流强迫对流换热准则方程：0.80.40.023R e P r f f f t l R N u c c c =得：Rl t ffif c c c Red h4.08.0Pr023.0λ=本题气体被加热，55.0⎪⎪⎭⎫⎝⎛=w ft T T c ；管长未知，暂取c l =1，最后进行校合。

c R =1[])/(75.727968.08665.033.331903174.0473313699.02519502.01076.2023.0Pr 023.0255.04.08.024.08.0K m Wc c c Red h R l t ffif ⋅-=⨯⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯==λ由热平衡关系：)(4)(2'-"=-f fp f f i f wi t t c u d t t lh d ρππ)(4162.04010005.1128.1365.21)40200(75.72402.0)()(43m t t c u t t h d l f fp f f f w i=⨯⨯⨯⨯⨯-⨯='-"-=ρ10.7 空气在内径为50mm 的管内流动，流速为15m/s ，壁面温度t w ＝100℃，管长5m 。

如果空气的平均温度为200℃，试求从空气到壁面的表面传热系数h 和空气传给壁面的热量。

已知：℃t ml ℃t sm u md f w 2005100/1505.0=====求：对流换热系数h 及换热量φ 解：根据℃t f 200=，查附表9，得：)/(1093.32k m W f ⋅⨯=-λ；s m f/1085.3426-⨯=ν； 680.0Pr=f；688.0=w Pr4610215211085.34050.015Re>=⨯⨯==-ffudν；属于旺盛紊流，选用公式（10.17a ），1=t c ，1=l c ，1=R c R l t ffi f c c c PrRed h 4.08.0)/(023.0λ=4.08.03268.021521)1050/1093.3(023.0⨯⨯⨯⨯⨯=--]℃)W/(m[122.432⋅=)()(f w f w t t dl h t t hA -=-=πφ )W (81.3386)100200(51050122.433=-⨯⨯⨯⨯⨯=-π11--------12补充例题： 一电炉的电功率为1kW ，炉丝温度847℃，直径为1mm ，电炉的效率（辐射功率与电功率之比）为0.96。

试确定所需炉丝的最短长度。

若炉丝的发射率为0.95，则炉丝的长度又是多少？ 解：∵96.0=WAE b∴ W T C l r o 96.010024=⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅πm TC d Wl 425.32.1167.5001.0100096.010096.04401=⨯⨯⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛⋅=ππm 425.3=若 95.0=ε，96.0=WE A b ε；m l l 601.395.0425.395.012===11.6 玻璃暖房的升温作用可以从玻璃的光谱穿透比变化特性得到解释。

有一块厚为3 mm 的玻璃，经测定，其对波长为0.3~2.5m μ的辐射能的穿透比为0.9，而对其它波长的辐射能可以认为完全不穿透。

试据此计算温度为5800 K 的黑体辐射及300 K 的黑体辐射投射到该玻璃上时各自的穿透比。

解：bbb b bb E E F F E E )()()0()0(12122121λλλλλλτλλττ-----=-=)()0()0(1221λλλλτ----=b b F F ；当K T 5800=时，K m T ⋅=⨯=μλ174058003.01； K m T ⋅=⨯=μλ1450058005.22； 查表10-1得：%2956.3)3.00(=-b F ；%5625.96)5.2.00(=-b F ；∴ %94.83)%2956.35625.96(9.0=-⨯=τ 当K T 300=时，K m T ⋅=⨯=μλ903003.01； K m T ⋅=⨯=μλ7503005.22； 查表10-1得：%10907.23)3.00(--⨯=b F ；%10225.243)5.2.00(--⨯=b F ；∴ %0192.0)%10907.2024225.0(9.03=⨯-⨯=-τ温度越高，在0.3-2.5μm (主要为可见光和红外线)的辐射能越大，投射到玻璃上时的穿透比也越大。

11.7 用热电偶温度计测得炉膛内烟气的温度为800℃，炉墙温度为600℃。

若热电偶表面与烟气的对流换热系数h =500W/(m 2·℃)，热电偶表面的发射率为0.8，试求烟气的真实温度。

已知：t 1 = 800℃，t w = 600℃, h =500 W/（m 2.℃），ε1= 0.8 求：t f =？解：本题可由热平衡法求解。

热辐射：∵ A 1<<A 2 ∴ )(441111w b T T A Φ-=σε对流换热： )(112T T hA Φf -=在稳态下： 21ΦΦ=∴ ℃56.867K 56.1140)(44111==-+=w b f T T hT T σε为减少测量误差，可利用以下措施：① 减少ε1（采用磨光热电偶表面的方法，但往往由于生锈和污染而降低效果）； ② 提高接点处的h 值（可采用抽气装置来加大流速）； ③ 管外敷以绝热层，使T w ↑；④ 加设遮热罩（遮热罩两端是空的，使废气能与接点接触）。

接点与壁面之间有辐射换热，其辐射换热量即为接点的热损失，这一损失，应通过 废气对接点的对流换热进行补偿。

11.9在图4—22所示的半球状壳体中，发射率30.475ε=的半球表面3处于辐射热平衡；底部圆盘的一半——表面1为灰体，10.35ε=，1555T K =；圆盘另一半——表面2为黑体，2333T K =。

半球的半径0.3R m =。

试计算：（1）表面3的温度；（2）表面1和2的净辐射传热量。

解：传热问题热阻网络：解：未包绝缘层时，每米导线对空气的传热量为：W d h t t q fw πππ08.3)2090(221021311=-⨯⨯⨯=-=-由于包上绝热层后电流保持不变，则传热量亦不变。

即：W d d d h t t q f w ππλπ08.3ln2111222=+-=其中：℃t f 20=；)/(1222℃m W h ⋅=；m d 3210)82(-⨯+=；m d 31102-⨯=)/(16.0℃m W ⋅=λ则得：℃℃t w 90＜36.33='临界直径m h d ins c 22106.21216.022-⨯=⨯==λ导线直径远小于d c ，所以包裹绝缘层后有利于散热。

12.9 设计一台1―2型壳管式换热器，要求把体积流量为40m 3/h 的透平油（密度ρ1=880k g/m 3，c p 1=1.95 kJ/(kg ·K)）从57℃冷却到45℃。

冷却水在管内流动，进入换热器的温度为32℃，温升不大于4℃，查表得到)/(174.42,K kg kJ c p ⋅=。

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热工基础试题(含答案)

热工基础试题(含答案)

热工基础试题（含答案）一、单选题（共55题，每题1分，共55分）1.如果在未饱和水之后接着出现的是过热蒸汽，那么锅炉工作压力一定是()。

A、临界B、超临界C、范围不确定D、亚临界正确答案：B2.在两温度不同的热源之间工作的一切可逆循环，都具有（）的热效率。

A、最大B、最小C、不相同D、相同正确答案：D3.在水定压汽化过程中，除（）外，另外三个状态的温度是相同的A、干饱和蒸汽B、过热蒸汽C、饱和水D、湿蒸汽正确答案：B4.不经过汽化，未饱和水不可能变成(____)。

A、临界状态B、湿饱和蒸汽C、饱和水D、过热蒸汽正确答案：B5.在水蒸气的焓熵图上，等压线与等温线重合的区域是(____)。

A、过热区C、湿饱和蒸汽区D、未饱和水区正确答案：C6.热力系与外界交换的能量除了热之外，还有（）A、热和功B、功C、热能D、热正确答案：B7.与外界不发生能量交换的热力系，只能是(____)。

A、闭口系B、孤立系C、绝热系D、绝功系正确答案：B8.工质由同一始态出发，到达同一终态，两步完成比一步完成()A、所含热力学能多B、熵增多C、焓、熵、热力学能变化相同D、放出热量多正确答案：C9.温度、压力和焓(____)状态参数。

A、都是B、不都是C、S是相同的D、都不是正确答案：A10.回热循环与同参数朗肯循环相比，正确的是(____)。

A、乏汽温度高B、凝结水温度高D、以上都不对正确答案：D11.下列说法错误的是(____)。

A、饱和水的熵随压力升高而降低B、过冷水的温度可能高于过热蒸汽的温度C、不论是在T-s图上，还是在h-s图上，湿饱和蒸汽区的等压线与等温线都是重合的D、压力超过临界压力后，水被加热后可以直接转变为过热蒸汽正确答案：A12.由未饱和水加热成饱和水的过程，称为(____)阶段。

A、预热段B、过热段C、汽化段D、加热段正确答案：A13.国际单位制中比内能的单位是（）A、kg/cm2B、kJ/m3C、kJ/KD、kJ/kg正确答案：D14.与外界没有物质交换但可能有热量交换的是（）。

热工基础习题含参考答案

热工基础习题含参考答案

热工基础习题含参考答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、朗肯循环中工质在给水泵内发生是(____)过程。

A、等温B、等压C、等焓D、等熵正确答案：D2、提高循环热效率的途径有（）A、降低放热量B、提高散热量C、不要冷源D、提高吸热量正确答案：A3、在水蒸气的焓熵图上，(____)的等压线压力高。

A、左上方B、左下方C、右下方D、右上方正确答案：A4、朗肯循环是（）循环A、双热源B、单热源C、多热源D、无热源正确答案：C5、w是(____)的符号。

A、功B、比热量C、比功D、热量正确答案：C6、循环有(____)为0。

A、内能变化B、热C、功D、焓正确答案：A7、5Kg的蒸汽吸热10KJ，则比热量是(____)kJ/kg。

A、0B、1C、2D、0.5正确答案：C8、比20℃低的温度是(____)K。

A、395B、400C、350D、273正确答案：D9、蒸汽的焓越高，则内能就（）A、以上都不对B、越高C、越低D、不变正确答案：A10、热量的符号是（）A、qB、JC、αD、Q正确答案：D11、以下关于热力学第二定律的论述正确的是（）A、孤立系的熵可以减少B、能量不能凭空创造出来C、孤立系的能量在转换过程中有方向性D、闭口系的能量不变正确答案：C12、朗肯循环中，工质在汽轮机内发生( ）过程。

A、等焓B、等压C、等熵D、升温正确答案：C13、温度升高越大，则(____)越多。

A、功B、热C、显热D、热能正确答案：C14、在水蒸气定压产生过程的温熵图上，有 (____)段曲线。

A、2B、3C、0D、1正确答案：A15、不会提高朗肯循环平均吸热温度的是 (____)。

A、采用回热B、采用再热C、提高初压D、降低背压正确答案：D16、不一定提高朗肯循环热效率的是(____)。

A、降低背压B、提高初温C、热电联产D、采用再热正确答案：D17、下列说法正确的是(____)。

A、温度一定，压力越低，则过热蒸汽的焓越高B、熵一定，压力越低，则水蒸气的温度越低C、温度越高，则过热蒸汽的焓越高D、温度一定的湿饱和蒸汽，压力越高，其干度也越高正确答案：A18、蒸汽的压力越高，则焓就（）A、不变B、越低C、以上都不对D、越高正确答案：C19、在朗肯循环中，等压散热过程的下一过程是在(____)中完成的。

热工基础习题库(附答案)

热工基础习题库(附答案)

热工基础习题库（附答案）一、单选题（共55题，每题1分，共55分）1.w是(____)的符号。

A、热量B、比热量C、功D、比功正确答案：D2.朗肯循环是（）循环A、双热源B、多热源C、单热源D、无热源正确答案：B3.下列说法正确的是(____)。

A、循环最高温度与最低温度都一定时，则循环的热效率就一定B、循环最高温度与最低温度都一定时，则循环的最高热效率就一定C、循环最高温度一定时，则最低温度越低，循环的热效率越高D、循环最低温度一定时，则最高温度越高，循环的热效率越低正确答案：B4.在相同的恒温热源间工作的其他可逆循环的热效率（）卡诺循环的热效率A、等于B、大于C、小于或等于D、小于正确答案：A5.在水蒸气温熵图上，过热段是一条(____)。

A、横轴的垂线B、直线C、曲线D、横轴的平行线正确答案：C6.火用是一种(____)。

A、功B、能量C、热量D、物质正确答案：B7.功不是(____)。

A、火用B、状态参数C、途径函数D、能量正确答案：B8.在(____)区，在水蒸气的焓熵图上定压线与定温线重合。

A、湿饱和蒸汽区B、干饱和蒸汽区C、未饱和水区D、过热区正确答案：A9.在水定压产生过程中，在锅炉工作压力为(____)时一定会经过临界点。

A、大气压力B、超临界压力C、临界压力D、亚临界压力正确答案：C10.最佳循环一定是：()A、变压B、不可逆C、可逆D、定压正确答案：C11.在水蒸气的焓熵图上，等压线与等温线重合的区域是(____)。

A、未饱和水区B、过热区C、干饱和蒸汽区D、湿饱和蒸汽区正确答案：D12.流体流速小于当地音速称为(____)。

A、等因素流动B、超音速流动C、亚音速流动D、音速流动正确答案：C13.状态参数的变化量只与()有关A、始态B、态能量C、终态D、始态和终态正确答案：D14.压力越高，则过热蒸汽的焓(____)。

A、不变B、前三个都可能C、越高D、越低正确答案：B15.压力相同温度越高的过热蒸汽，经绝热膨胀到相同压力时，其焓降越大，终态湿饱和蒸汽的干度（）A、越大B、越小C、不变D、不确定正确答案：A16.比热量的单位是（）A、J/kgB、JC、kg/JD、kg正确答案：A17.朗肯循环中不包含(____)过程。

热工基础练习题与参考答案

热工基础练习题与参考答案

热工基础练习题与参考答案一、单选题（共55题，每题1分，共55分）1.通常认为朗肯循环由(____)个过程组成。

A、1B、2C、2D、4正确答案：D2.在水蒸气的焓熵图上，(____)的等压线压力高。

A、左下方B、左上方C、右上方D、右下方正确答案：B3.在保持蒸汽初温和初压不变时，乏汽压力（）可使循环热效率提高。

A、提高B、不变C、不确定D、降低正确答案：D4.完成同样换热任务的表面式换热器，顺流式的传热面积比逆流式的(____)。

A、大B、不确定C、小D、一样正确答案：C5.朗肯循环在温熵图上有两个点距离十分近，这两个点对应的状态是 (____)。

A、给水、乏汽B、新蒸汽、凝结水C、过热蒸汽、乏汽D、凝结水、给水正确答案：D6.工质可逆散热后，其熵（）A、不变B、不确定C、提高D、降低正确答案：D7.发电机把动能转化为 (____)。

A、电能B、热能C、机械能D、势能正确答案：A8.热力系吸热后关于熵变说法错误的是 (____)。

A、大于0B、小于0C、前三种情况都没有可能D、0正确答案：C9.在水蒸气定压产生过程的典型状态中，不可能接着出现在未饱和水之后的是 (____)。

A、过热蒸汽B、干饱和蒸汽C、临界状态D、饱和水正确答案：B10.水的临界温度是(____)℃。

A、237C、323D、273正确答案：B11.对于正向循环，工质在高温下（），在低温下（），在T-s图上循环按（）方向进行。

正确的是（）。

A、放热、吸热、顺时针B、吸热、放热、顺时针C、吸热、放热、逆时针D、放热、吸热、逆时针正确答案：B12.u是(____)的符号。

A、比焓B、比内能C、比功D、比热量正确答案：B13.温度越高，则工质的(____)有可能越高。

A、比热量B、功C、热D、热能正确答案：D14.对动力循环在锅炉内发生的能量转化过程，有(____)。

A、q=h2+hB、ws=h1-h2C、q=h1-h2D、q=h2-h1正确答案：D15.蒸汽的焓越高，则内能就（）A、越高C、不变D、以上都不对正确答案：D16.工质经历一个可逆过程后，沿原路线逆行，可以使回到初态。