工程热力学与传热学模拟试卷
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套题1一、 填空题(每题2分,共10分)1、t c h p ∆=∆对于理想气体适用于 热力过程;对于实际气体适用于 热力过程。
2、使系统实现可逆过程的条件是:① ,② 。
3、冬季取暖,若不采取任何其他措施,室内温度 ,室内相对湿度 。
(填增大、减小或不变)4、 有一种热机,以服从范德瓦尔方程的气体为工质,循环的高温热源温度为1200K ,低温热源的温度为300K ,则此循环的热效率t η= ;若循环工质改成理想气体,则循环的热效率't η= 。
5、用压缩因子表示的实际气体状态方程式为 ,表示式vvz '=中'v 表示 。
二、 是非题(每题1分,共10分)(对者√,错者×)1、气体常数与气体的种类及所处的状态无关。
( )2、绝热过程必是定熵过程。
( )3、孤立系统熵增原理表明:过程进行的结果是孤立系统内各部分的熵都是增加的( )4、绝热闭口系就是孤立系。
( )5、容器中气体的压力不变,则压力表的读数也绝对不会改变。
( )6、对于渐缩喷管,若气流的初参数一定,那么随着背压的降低,流量将增大,但最多增大到临界流量。
( )7、不管过程是否可逆,开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焓差。
Ts( )8、水在大气中喷淋时温度能降低到低于大气的温度。
( )9、流动功的大小仅取决于系统进出口状态而与经历的过程无关。
( ) 10、系统熵增加的过程必为不可逆过程。
( )三、 简答及作图题(每题5分,共25分)1、某工质在相同的初态1和终态2之间分别经历2个热力过程,一为可逆过程,一为不可逆过程。
试比较这两个过程中相应外界的熵变化量哪一个大?为什么?2、对于未饱和空气,它的干球温度、湿球温度和露点温度三者那个最大?那个最小?对于饱和空气,三者的大小又如何?试在d h -图上表示之。
3、在s T -上画出四条基本热力过程线,然后划出一条工质受压缩、升温又放热的过程线。
4、气体在喷管中流动,欲要加速处于超音速区域的气流,应采用什么形式的喷管,其主要原因是什么?5、下图所示为蒸气压缩式制冷循环的s T -图,试出进行各热力过程相应设备的名称,并写出制冷和制冷系数的计算式。
工程热力学与传热学401 5000401压缩机压缩过程实际上是.过程。
A.定温B.绝热C.多变D.定压0402为降低活塞式压气机的耗功,应尽量采用___压缩过程。
A.等容B.绝热C.等温D.多变0403活塞式压缩机.压缩时的耗功大于___压缩时的耗功。
A.定温/多变B.定温/绝热C.绝热/多变D.多变/绝热0404活塞式压缩机___压缩时的耗功小于___压缩时的耗功。
A.定温/多变B.绝热/多变C.绝热/定温D.多变/定温0405活塞式压缩机多变压缩时的耗功___定温压缩时的耗功。
A.大于B.等于C.小于D.无法确定0406活塞式压缩机绝热压缩时的耗功___多变压缩时的耗功。
A.大于B.等于C.小于D.无法确定04O7活塞式压缩机___压缩时消耗功最小,压缩时消耗功最大。
A.定温/绝热B.绝热/定温C.多变/定温D.多变/绝热0408压缩机的余隙容积,可防止活塞撞击气缸盖,但使。
A.耗功增大B.供气量减小C.压缩终点温度高D.压缩终点温度低0409活塞式空气压缩机的增压比___时,其容积效率将降低。
A.增大显降低C.不变D.不定0410余隙比为8、增压比为p的活塞式空气压缩机,压缩过程的多变指数为n,其容积效率为___。
A.B.C.D.0411一台单级活塞式空气压缩机,余隙比为5%。
若压缩前空气的压力为0.IMPa,温度为20℃,压缩后空气的压力为0.6MPa,设两个多变过程的多变指数均为1.25,该压缩机的容积效率为___。
A.0.45 B.0.84 C.0.68 D.0.58 0412一台单级活塞式空气压缩机,余隙比为5%。
若压缩前空气的压力为0.IMPa,温度为20T,压缩后空气的压力为3 MP,设两个多变过程的多变指数均为1.25,该压缩机的容积效率为___。
A.0.45 B.0.29 C.0.68 D.0.25 0413增压比为p的活塞式空气压缩机,压缩过程的多变指数为n,若压缩前空气的温度为T;,那么压缩终了的温度TZ为A.B.C.D.0414一台单级活塞式空气压缩机,余隙比为5%。
《工程热力学与传热学》试卷B卷适用专业:考试日期:考试时间:120分钟考试形式:闭卷试卷总分:100分一、单项选择题(20分,每题2分)1、在定压下,饱和水的熵为s,未饱和水的熵为s‘,过热蒸汽为s’’,判断三者之间的关系:()A s>s’>s’’B s>s’’>s’C s’>s>s’’D s’’>s’>s2、热力过程中Wt=W,该过程为:( )A 定温B 定压 C定容 D定熵3、已知氮气可作为理想气体,压力较高的常温氮气绝热节流后,其温度:()(A)升高;(B)降低;(C)不变;(D) (A),(B),(C)都有可能4、绝热过程的状态方程式适用于:()(A)理想气体绝热过程;(B)理想气体可逆绝热过程;(C)理想气体定比热可逆绝热过程;(D)任意气体定比热可逆绝热过程5、对导热下列说法正确的是()(A)温度差越大导热量就越大(B)导热系数越大导热量越小(C)导热距离越大导热热阻越小(D)温度梯度越大热流密度就越大6、有人将热力学第二定律表述成下列方式,其中()是正确的.(A)永动机不可能实现;(B)从单一热源取热并使之全部转化成为功而不造成其他变化的热机不可能被制造出来(C)热机制冷系数不可能达到100%(D)热机供热系数不可能达到100%7、经下列过程,热力学体系的内能无变化的有()。
A. 热力循环B. 可逆过程C. 等温过程D. ABC答案都正确8、理想气体进行n = 2的多变过程,当体积由V缩小成V/2时则()。
A. 压力增加2倍B. 压力增加3倍C. 温度增加2倍D. 温度增加4倍9、多变过程中,多变指数n为()时,多变过程实质上是等温过程。
A. 0B. 1C. κD. ∞10、下列过程属于等焓过程的有()A.可逆绝热等容过程B. 可逆绝热节流过程C. 可逆等温过程D. 可逆等压过程二、填空题(28分)1、能源按照其有无加工、转换,可分成一次能源和()能源两类,而一次能源又可根据它是否可以再生进一步可以划分为()能源和非再生能源两类。
工程热力学与传热学试卷A (闭卷)工程热力学部分一.判断对错(每题1分,共计5分)1气体被压缩时一定消耗外功;()2理想混合气体中,各组元的体积分数等于其摩尔分数;()3不可逆过程的熵变无法计算;()4当m公斤的河水与G公斤的沸水具有相同的热力学能时,它们的可用能一定相同;()5湿空气的含湿量d一定时,温度越高,其吸湿能力越强;()二.问答题(共计19分)1将满足以下要求的理想气体多变过程表示在同一个p-v图和T-s图上(1)理想气体的定温,定压,定容和定熵过程;(2)工质又膨胀,又降温,又放热的多变过程。
(5分)2欲设计一台热机,使之能从温度为973K的高温热源吸热2000 kJ,并向温度为303K 的低温热源放热800 kJ,问此循环能否实现?(5分)3解释湿空气的露点温度,说明将未饱和湿空气转变为饱和湿空气的方法。
(4分)4如图为蒸汽一次回热循环的T-s图,指出各相应过程的特点,并写出热效率的计算公式。
(5分)二.计算题(共计28分)1一绝热刚性汽缸(如图),被一导热的无摩擦活塞分成两部分。
最初活塞被固定在某一位置上,汽缸的一侧储有压力为0.2 MPa,温度为300K的0.01 m3的空气;另一侧储有同体积,同温度的空气,其压力为0.1 MPa。
去除销钉,放松活塞任其自由移动,最后两侧达到平衡。
设空气的比热容为定值。
试计算:(1)平衡时的温度为多少?(2)平衡时的压力为多少?(13分)2图示为一烟气余热回收方案。
设烟气比热容Cp = 1.4 kJ/(kg.K),Cv = 1.0 kJ/(kg.K)。
试求:(1)烟气流经换热器时传给热机工质的热量;t1p1=37℃T-s 图(2) 热机放给大气的最小热量Q2; (3) 热机输出的最大功W 。
(本题15分)传热学部分三. 回答问题(共计20分)1 一个具体导热问题的完整数学描述应包括哪些方面?写出直角坐标系,无内热源,常物性,非稳态三维导热的微分方程。
一、选择填空题(每小题2分,共20分)1.lmol 理想气体从p -V 图上初态a 分别经历如图所示的(l )或(2)过程到达末态b 。
已知T a <T b ,则这两过程中气体吸收的热量Q l 和Q 2的关系是( A )。
A .120Q Q >>B .120Q Q =>C .210Q Q >>D .210Q Q << 2.理想气体等温压缩过程,其焓变化量( C )。
A .有时是负值 B .总是负值 C .为零 D .总是正值3.某负压工作的凝汽器,若有个与大气相连的阀门未关紧,真空遭到破坏,此时凝汽器的真空表读数( B )。
A .没有反应B .降低C .升高D .不变4.设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n 倍,则在一正向卡诺循环中,理想气体传给低温热源的热量是从高温热源吸取的热量的( B )。
A .n 倍 B .1/n C .n -1倍 D .(n + 1)/n 5.以下可以确定湿蒸汽状态的是( C )。
A .压力与温度B .压力或温度C .压力与比容D .温度或比容6.对于无相变受迫对流换热,当自然对流的影响可忽略时,其准则方程为( A )A .(Re,Pr)Nu f =B .(,Pr)Nu f Gr =C .(Re,,Pr)Nu f Gr =D .(Re)Nu f =7.在三层平壁的稳态导热中,已测得t 1、t 2、t 3和t 4依次为600℃、500℃、200℃及100℃,则各层热阻在总热阻中所点的比例依次为( D )。
1A .10%、 60%、25%B .20%、 65%、10%C .20%、 40%、30%D .20%、 60%、20%8.一个20cm ×16cm ×80cm 的铁块(λ=64W/m.K )突然置于平均表面传热系数为11.35W/m 2.K 的空气中进行自然对流换热,求其Bi 数,并判断采用集中参数法来计算瞬时温度是否合适?( D )A .Bi =3.7926 不合适B .Bi =0.0142 合适C .Bi =1.8963 不合适D .Bi =0.0071 合适9.如图所示,表面1、2的面积分别为A 1和A 2,则角系数X 2,1为( C )。
《工程热力学与传热学》一、填空题(每题2分,计20分)1、如果热力系统与外界之间没有任何形式得能量交换,那么这个热力系统一定就是( )2、理想气体得比热容只与( ) 参数有关、3、若组成热力系统得各部分之间没有热量传递,热力系统将处于热平衡状态。
此时热力系统内部一定不存在( ) 。
4。
若组成热力系统得各部分之间没有相对位移,热力系统将处于力平衡状态。
此时热力系统内部一定不存在( ) 。
5。
干饱与蒸汽被定熵压缩,将变为:( ) 。
6.湿空气压力一定时,其中水蒸气得分压力取决于( ) 。
7。
再热循环得目得就是( ) 、8、回热循环得主要目得就是( ) 。
9。
热辐射可以不依靠( ) ,在真空中传播。
10、流动功得改变量仅取决于系统进出口状态,而与( ) 得过程无关。
二、判断题(每题1分,计20分)1.孤立系统得热力状态不能发生变化;( )2.孤立系统就就是绝热闭口系统;( )3、气体吸热后热力学能一定升高;( )4.只有加热,才能使气体得温度升高;( )5、气体被压缩时一定消耗外功;( )6。
封闭热力系内发生可逆定容过程,系统一定不对外作容积变化功;( )7。
流动功得改变量仅取决于系统进出口状态,而与工质经历得过程无关;( )8。
在闭口热力系中,焓h就是由热力学能u与推动功pv两部分组成、( )9、理想气体绝热自由膨胀过程就是等热力学能得过程。
( )10、对于确定得理想气体,其定压比热容与定容比热容之比cp/cv得大小与气体得温度无关。
( )11、一切可逆热机得热效率均相同;( )12。
不可逆热机得热效率一定小于可逆热机得热效率;( )13、如果从同一状态到同一终态有两条途径:一为可逆过程,一为不可逆过程,则不可逆过程得熵变等于可逆过程得熵变;( )14.如果从同一状态到同一终态有两条途径:一为可逆过程,一为不可逆过程,则不可逆过程得熵变大于可逆过程得熵变;( )15。
不可逆过程得熵变无法计算;( )16。
工程热力学考核模拟测试卷一、选择题(每题 3 分,共 30 分)1、闭口系统是指()A 系统与外界没有物质交换B 系统与外界没有热量交换C 系统与外界没有功量交换D 系统与外界没有能量交换2、热力学第一定律用于()A 开口系统、理想气体、稳定流动B 闭口系统、实际气体、任意流动C 任意系统、任意工质、任意过程D 任意系统、理想气体、准静态过程3、工质经过一个循环,回到初态,其熵()A 增大B 减小C 不变4、理想气体绝热节流后()A 温度不变,压力下降B 温度下降,压力下降C 温度不变,压力升高D 温度升高,压力升高5、在 pv 图上,定温线比定熵线()A 陡B 缓C 斜率相同D 无法比较6、卡诺循环的热效率只与下面哪一项有关()A 高温热源和低温热源的温度B 工作物质C 循环过程D 以上都不对7、对于不可逆过程,熵产()B 大于零C 小于零D 不确定8、湿空气的焓值是指()A 1kg 干空气的焓与 1kg 水蒸气焓之和B 1kg 湿空气的焓C 1m³湿空气的焓D 以上都不对9、蒸汽动力装置的基本循环是()A 卡诺循环B 朗肯循环C 奥托循环D 布雷顿循环10、以下哪种气体可以看作理想气体()A 水蒸气B 氧气D 制冷剂二、填空题(每题 3 分,共 30 分)1、热力学能是指系统内部的__________________ 。
2、孤立系统的熵__________________ 。
3、理想气体的定压比热容与定容比热容的关系是__________________ 。
4、克劳修斯不等式的表达式为__________________ 。
5、饱和湿空气的相对湿度等于__________________ 。
6、蒸汽压缩制冷循环的四大部件是__________________ 。
7、气体在喷管中流动,当流速小于声速时,应采用__________________ 喷管。
8、内燃机的理想循环有__________________ 。
中南大学考试试卷(A )
2008 -- 2009 学年 第一 学期 时间110分钟
工程热力学与传热学 课程 48 学时 3 学分 考试形式: 闭 卷
专业年级: 安全07级 总分100分,占总评成绩 70% 注:此页不作答题纸,请将答案写在答题纸上
一、 判断题(本题10分,每小题1分)
1. 热力学第一定律解析式可表述为⎰+
∆=v p u q d
2. 经过一个不可逆循环后,工质的0>∆S 。
3. 可逆过程一定是准平衡过程。
4. 理想混合气体依然遵循迈耶公式g v p R c c =-。
5. 工质由初态经过一不可逆绝热过程膨胀到终态,则不可能再通过一个绝热过程使工质回复到初态。
6. 由热力学第二定律可知不可能从单一热源吸收热量使之完全变为有用功。
7. 导热系数与表面传热系数均为物性参数。
8. 当Pr=1时,动量微分方程与能量微分方程形式完全一致,故动量传递与热量传递现象相似。
9. 角系数的可加性可表述为3231321X X X ,,),(+=+。
10. 颜色越黑的物体发射率越大。
二、 选择题(本题21分,每题3分)
1. 下面说法正确的是( )
A 熵增大的过程为不可逆过程;
B 工质吸热熵一定增加;
C 绝热过程即定熵过程;
D 多变过程即任意过程。
2. 可逆过程一定是 ( ) A 非平衡过程
B 存在着损耗的准静态过程
C 工质能回复到初态的过程
D 准静态过程
3. 等量空气从相同的初态出发分别经过不可逆绝热过程A 和任意可逆过程B 到达相同的终态,若空气的热力学能变化分别用A U ∆和B U ∆表示,则 ( )
A B A U U ∆=∆ B B A U U ∆>∆ C B A U U ∆<∆ D 不确定
4. 理想气体工质压缩、升温又放热,则( )
A k n <<1
B 1<n
C k n >
D 0<n
5. 理想气体热力过程如图1所示。
b a -为可逆定容过程;c a -为可逆定压过程。
当b 点与c 点在同一条定温线上时,有( ) A ac ab q q >
B ac ab q q =
C ac ab q q <
D 不能确定
v
图1
6.卡诺定理指出:( )
A 相同温限内一切可逆循环的热效率相等;
B 相同温限内可逆循环的热效率必大于不可逆循环的热效率;
C 相同的两个恒温热源间工作的一切可逆循环的热效率相等;
D 相同的两个恒温热源间工作的一切循环的热效率相等。
7. 下述说法正确的是: ( )
(1) 雷诺数表征了给定流场的惯性力与粘性力的对比关系;
(2) 雷诺数反映了给定流场的热对流能力与其热传导能力的对比关系; (3) 雷诺数反映了流体的动量扩散能力与其能量扩散能力的对比关系; (4) 雷诺数是给定流场稳定性的判别依据。
A (1) (2);
B (2) (3)
C (3) (4)
D (1) (4)
三、综合分析题(本题35分)
1. 某可逆热机工作于K T H 1000=的高温热源及C T L ︒=27的低温热源之间。
若每个循环中热机从高温热源吸取5000kJ 的热量,则其向低温热源放热量为 ,热机作功量为
net W = ;高温热源及低温热源的熵的变化量为=∆H S ,=∆L S ;两个
热源和热机组成的系统的总熵变化量为sys S ∆= 。
(本小题5分) 2. 非稳态导热的集总参数法的使用条件为 。
(本小题2分)
3. 用特征长度为原型4/1的模型来模拟原型中速度为16m/s 的空气强迫对流换热,测得模型中对流换热的平均表面传热系数为120(
)
K m W/2
⋅。
假设空气的各物性参数均为常数,则模型中空气的速度应为 ;原型中平均表面传热系数为 。
(6分)
4. 秋天的夜晚,天空晴朗,室外空气温度为2℃,太空背景辐射温度为3K 。
有一块钢板面
向太空,下面绝热。
如果板面和空气间的对流换热的表面传热系数为h 12
K m
W --⋅⋅,板面
黑度为ε,试列出稳定传热状态下,单位钢板表面积上的能量平衡方程式(令板面温度为T (K )) 。
(5分)
5. 如图2所示,半球内表面与上底面间的角系数X 1,2= ; X 2,1= 。
(4分)
6. 一炉膛火焰的平均温度为1500K ,炉墙上有一看火孔,该小孔具有黑体辐射特性。
则波长为 时,光谱辐射力具有最大值。
(3分)
7. 有一套管式换热器,热流体的进出口温度为200℃和150℃,冷流体的进出口温度为100℃和170℃,则对数平均温差m t ∆为 。
(4分)
8. 如图3所示热机循环,试判断下列情况那些是可逆的?哪些是不可逆的?哪些是不可能的?并通过计算说明原因。
(6分)
1) ;250kJ ,000kJ 12==W Q 2) 2400kJ;,2000kJ 12==Q Q 3) 250kJ ,3000kJ 1==W Q 。
四、计算题(本题34分)
1. 某理想气体,比热容比为,气体常数R g =(kg ·K),
压力为×105
Pa,温度为25℃;经历一压缩过程后压力为×105
Pa ,温度为200℃。
求每千克气体热力学能、焓、熵的变化。
(本题12分)
图3
2.有一厚度mm 400=δ的房屋外墙,其热导率5.0=λW/(m ·K )。
冬季室内空气温度201=t ℃,与墙内壁面之间的对流换热的表面传热系数h 1=4 W/(m 2
·K);室外空气温度102-=t ℃,与外墙之间的对流换热的表面传热系数h 2=10 W/(m 2
·K)。
如果不考虑热辐射,试求通过墙壁的传热系数、单位面积的传热热阻、传热量和内外壁面温度。
(12分)
3.一外径为100mm 的钢管横穿过室温为27℃的房间,管外壁温度为100℃,表面发射率为。
试计算单位管长上的辐射热损失。
(10分)。