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硅酸盐工业热工基础作业答案2-1-32

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硅酸盐工业热工基础作业答案

2-1解:胸墙属于稳定无内热源的单层无限大平壁

单值条件 tw1=1300C tw2=300C=450mm F=10 m2

胸墙的平均温度 Tav＝（Tw1＋TW2）/2=（1300+300）/2=800C

根据平均温度算出导热系数的平均值

av＝0.92＋0.7x0.001 x800＝1。48w/m.c

Q=F(Tw1-Tw2)/=1.48X10X（1300－300）/0.48=3.29X104W

2－2 解：窑墙属于稳定无内热源的多层平行无限大平壁

由Q=t/R或q=t/Rt知，若要使通过胸墙的热量相同，要使单位导热面上的热阻相同才行

单值条件 1＝40mm 2=250mm 1=0.13W/m.C 2=0.39W/m.

硅藻土与红砖共存时，单位导热面热阻(三层)

Rt1=1/1+2/2+ 3/3=0.04/0.13+0.25/0.39+3/3

若仅有红砖（两层） Rt2=/2+3/3=/0.39+3/3

Rt1=Rt20.04/0.13+0.25/0.39=/0.39

得 ＝370mm,即仅有红砖时厚度应为370mm。

2—3 解：窑顶属于稳定无内热源的单层圆筒壁

单值条件 ＝230mm R1=0.85m Tw1=700C Tw2=100C

粘土砖的平均导热系数

av=0.835X0.58X103X(Tw1+Tw2)/2=0.835+0.58X400X103=1.067W/m.C

R2=R1+=1.08m

当L=1时,Q=2( Tw1-Tw2)/4Ln21dd=2X3.14X1.067X1X600/4Ln1.080.85=4200W/m

因为R2/R12,可近似把圆筒壁当作平壁处理，厚度＝R2－R1，导热面积可以根据平均半径Rav＝（R1＋R2）/2求出。做法与2－1同。

2－4解：本题属于稳定无内热源的多层圆筒壁

单值条件 1＝50W/m。C 2＝0.1 W/m。C 1＝5mm 2＝95 mm

Tw1=300C Tw2=50C d1=175mm d2=185mm d3=375mm

若考虑二者的热阻，每单位长度传热量

Q=( Tw1-Tw2)X2/(12131122ddLnLndd)=2502222.2711851375501750.1185XWLnLn

若仅考虑石棉的热阻，则 Q’=(12)22502222.31131375220.1185TwTwXXWdLnLnd

可见QQ’，因而在计算中可略去钢管的热阻。

2—5解：本题属于稳定的无内热源的多层圆筒壁

若忽略交界面处的接触热阻，每单位长度通过粘土砖的热量Q1与通过红砖热量Q2相同

单值条件 d1=2m d2=2.69m d3=3.17m Tw1=1100C Tw2=80C

先假设交界处温度为600C，则粘土转与红砖的平均导热系数

110060010.000580.8351.328/.2600802X0.000510.470.6434/.221(1100600)21.328500114076/20.29641avXWmCavWmCavXXQWmdLnd＋＝＋＝

2av2(60080)20.6434520212802/30.16422XXQWmdLnd

Q1与Q2相差太大，表明假设温度不正确。重新假设交界处温度620C 则:

110062010.8350.0058X1.338W/.26208020.470.0051X0.6485/.2mCWmC＋＝＋＝＝＋

21(1620)2X1.338480113614/20.2964122(6202)20.6485540213400/30.16422TwXQWmdLndTwXXQWmdLnd

Q1与Q2基本相等，因而交界处温度在620C附近。

2—6 解：本题为稳定的无内热源的多层平行无限大平壁

根据一维热量方程TQRthV 其模拟电路如下 12

单值条件： 1.2a 0.6b c＝0.3

d=0.8 W/m.C Tw1=370C Tw2=66C

a=25mm b=c=75mm d=50mm

0.0250.2083/1.20.1aRaCmaFaX 0.050.625/0.80.1dRdCmdFdX

2FFb 20.0752.5/0.60.1bXRbCWbFbX 20.0755/0.30.1cXRcCWcFcX

2.551.667/2.55RbRcXRbcCWRbRc 总热阻

2.5/12304121.62.5RRaRbcRdCWTwTwQWR

2-7 本题属于稳定的无内热源的单层无限大平壁

单值条件 Tw1=450C Tw2=50C q=340W/m2.C

保温层平均导热系数120.0940.0001250.12525/.2TwTwavXWmC q=(12)avTwTw 若要使q<340,那么要求(12)0.125254000.147340avTwTwXmq

保温层厚度不得小于147mm.

2-8 本题属于稳定的无内热源的多层无限大平壁 ，做法与2－6同。

根据一维热量方程 Q＝TRV，把砌块分为三部分如图，其热阻分别为R1，R2，R3

模拟电路如下

132气实

单值条件：Tw1=100C

Tw2=20C

1=0.79W/m.C 2=0.29W/m.C

1=32.5mm

2=50mm 3=32.5mm

F1=F3=0.39X1=0.39m2 F气＝0.27 m2 F实＝0.12 m2

R1＝R3＝10.03250.1055/10.790.39CWFX

R气＝20.0500.6386C/20.27X0.29WF＝＝气 R实＝20.050.5276/20.79X0.12CWF＝实 R2＝R0.2889/RRCWR气实＝气＋实 总热阻1230.50C/WRRRR

12801600.5TwTwQWR

2－9 本题属于稳定的有内热源球体的导热

因为球内外表面温度保持不变，因而内热源散发的热量与球体传热量Q相同qv=Q

单值条件 d1=150mm d2=300mm =73W/m.C tw1=248C tw2=38C

根据公式2－31 3(12)1273210150300102889675ttddXXXXQXW

球壁内外表面中心球面半径r=112150300112.5224ddXmm

根据公式2-29 1111210()(12)()0.0750.1125112481081111()()120.0750.15XttrrttCrr

2-10 本题属于稳定的有内热源单层平壁的导热 。如图，以混凝土块中间层为Y轴所在平面建立坐标系，其中间层Ｘ坐标为０，温度为Ｔ１，外壁温度为Ｔ２，Ｔ３，且Ｔ２＝Ｔ３

312

单值条件t1=50C t2=20C =1.5W/m.C qv=100W/3m

根据公式２－４０ 得到平壁内的温度分布方程221()12qvtttxxxt

为求平壁内最高温度位置，对其求导，并使之为０得212ttxqv 显然，在图中当x=0时，温度最高，因而有

122ttqv 得2(12)2301.50.95100ttXXmqv

因为只取了混凝土厚度的一半，因而总厚度为１.９m

2-11 解：本题属于具有稳定内热源的长圆柱体的导热

单值条件 d=3.2mm L=300mm U=10V tw=93C =70.cm =22.5W/m.C

1) 钢丝电阻 R=8320.370100.0261(1.610)LXXFX

2) 钢丝电功率为 210038300.0261UPWR

3) 钢丝内热源为8332383015.8710/(1.610)0.3qvXWmXX

4) 求钢丝中心温度，根据式２－４３

832215.8710(1.610)0093138.24422.5qvXXXttwrCX

２－１２ 解：本题属于稳定的无内热源形状不规则物体的导热

F1为物体内侧表面积，若内壁尺度分别用y1,y2,y3表示，且所有y>时，则整个中空长方体的核算面积为 Fx=F1+4X0.54(y1+y2+y3)+8X0.152=F1+2.16(y1+y2+y3)+1.22

单值条件： y1=250mm y2=150mm y3=100mm =230mm

t1=900C t2=80C

3312900800.260.23100.260.23100.3727/.22ttXXWmC

Fx=2X(y1y1+y2y3+y1y3)+2.16(y1+y2+y3)+1.22

=[2X(250X150+150X100+250X100)+2.16X230(250+150+100)+1.2X230X230]X106

=(155000+248400+65480)X106

=0.466882m

根据公式２－３２ Q=0.3727(12)0.466888206200.23FxttXXW

2-13 解： 不相同，直径大的管道热损失大

本题属于稳定的无内热源的单层圆筒壁的导热

设两管子的内直径分别为d1,d2，其厚度为 ，内外表面温度为t1,t2，导热系数为，已知d1

则单位长度管的传热量2(12)211(1)11tttQdLnLnddV 管２的传热量2(12)222(1)22tttQdLnLnddV

因为(1)(1)121212LnLnQQdddd

因而直径大的管道热损失大．

2-14 设d1=10d2 则Gr1=222221000210002gdtgdtGr

因为其他各要素同，仅考虑两直径不同的影响

Nu1=0.53Gr10.25=0.530.250.25(10002)0.535.6225.622GrXGrNu

adNu a=Nud15.02210.56221102()NuNuaaddQaTwTfF

1110.5621025.622QatFtFtF

因而两管子对流换热系数之比为0。562 热损失比值5。62

2-15 解：本题属于无限空间中自然对流换热

单值条件 d=3.0m L=10m Tw=68C Tf=22C

先判断Gr以判断流态，定性温度Tb=68224522TwTfC

查得6217.4510/XmS Pr0.6985 22.810/.XWmC

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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：B

2.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：D

3.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：B

4.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：B

5.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 B、干饱和蒸汽区

C、湿饱和蒸汽区

D、未饱和水区

正确答案：C

6.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：B

7.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：B

8.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：C

9.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：A

10.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 C、新蒸汽温度高

D、以上都不对

正确答案：D

11.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：A

12.由未饱和水加热成饱和水的过程，称为(____)阶段。

热工基础1-3习题答案

热工基础1-3习题答案

热工基础1-3章部分习题参考答案

1-4

1-5

0 1-7

某种气体在气缸中进行一缓慢膨胀过程，其体积由

3

1.0m增加到3

25.0m，过

程中气体压力循

34.0-24.0

mMPvp

a变化。若过程中气缸与活塞的摩擦保持为

200 N，当地大气压力为0.1MP

a，气缸截面面积为

3

1.0m，试求：(1)气体所作的

膨胀功W；(2)系统输出的有用功W

U；(3)若活塞与气缸无摩擦，系统输出的有

用功W

u

，re。

解：（1）该过程可视为可逆过程



KJdvvpdvw5.25104.024.06



(2) 

KJvppw

bfw8.1615.01.0

1.01200









∴KJwww

wu7.88.165.25

(3) 若无摩擦KJvpw

bw15

∴KJwww

w

reu5.10155.25

,

1-9

某蒸汽动力厂加入锅炉的每1MW能量要从冷凝器排出0.58MW能量，同时

水泵要消耗0.02MW功，求气轮机输出功率和电厂的热效率。

解：由能量守恒：0.58+P-0.02=1

∴P=1-0.58+0.02=0.44

电厂对外输出净功等于产生功减去水泵耗功=0.44-0.02=0.42

42.0

142.0

10



qw

2-1

2-3

2-5

-252 KJ/kg

2-6

2-10

某大型气轮机装置的压缩机从环境大气中吸入压力为95 kPa、温度为20 ℃的空气，空气

进入压气机时速度较小，流出压气机时气流压力为1.52MPa、温度为430℃、速度为90 m/s，

压气机输入功率5000 kW，试确定空气的质量流量。已知空气的焓仅是温度的函数，

Tch

p

。

解：取压气机为系统，为稳定开口系。



smfmWzqgcqHQ2

21

压气机可视为绝热。Q=0; 且0

1

fc

， 0z

， sKJW

s/5000

∴

0

21

2

212

sfmpmWcqTTcq

硅酸盐工业热工基础网络分析题1

硅酸盐工业热工基础网络分析题1

硅酸盐工业热工基础网络分析题1

一工业窑炉机械排烟系统利用抽气机进行排烟。工作一段时间后，窑炉内烟气不能很好的排出，试分析其原因。工程师甲认为只要加大抽气机功率就可以满足排烟要求；工程师乙认为加大抽气机功率不一定能够满足排烟要求，而应采取其它措施。两者到底谁说得对？你认为应该如何解决这一问题。

（要求：三问，使用①②③编号分三段解答，其它要求同格式范例。答案字数200字以上,包括标点。切记字数不够者,成绩无效!）

网络邮件题目1

姓名：梁海燕

班级：无机1002班

学号：1004230235

答案：①工程师乙说得对。在采用机械排烟时仍需要烟囱配合，此时的烟囱较低而小，相当于一段排风管。在排烟过程中如果烟囱出了问题，窑炉内的烟气也是不能很好的排出。当窑炉内的烟气不能很好的排出时，一方面要加大抽气功率另一方面也要对烟囱进行维修和改善。

②烟囱能够排烟的原理是是由于烟囱中的烟气受到大气浮力的作用，使之由上而下自然流动，在烟囱底部形成负压，而使窑内热烟气能源源不断地流入烟囱底部。进而由抽气机将其抽出到大气中。烟囱底部负压得绝对值称为烟囱的排烟能力。抽力越大表示排烟的性能就越好。烟囱的抽力是由其几何压头形成的。当地空气的密度和烟气的密度影响其大小。烟囱中热烟气的几何压头是推动力。而摩擦阻力、局部阻力、气体动压头及几何压头增量是阻力。当动力小于阻力的时候加大抽气功率烟气也不能排放到大气中。同时也应该考虑当地的海拔高度的影响。

烟囱的抽力随海拔高度的升高而下降。同样条件下的烟囱在沿海地区能正常工作

但在高原地区往往不能正常工作。

热工基础试题与参考答案

热工基础试题与参考答案

热工基础试题与参考答案

一、单选题（共55题，每题1分，共55分）

1.蒸汽的熵越高，则焓就（）

A、越高

B、越低

C、不变

D、以上都不对

正确答案：D

2.热力系与外界交换的能量除了热之外，还有（）

A、热

B、热和功

C、热能

D、功

正确答案：D

3.汽轮机对外提供的功全部来自于蒸汽的(____)。

A、焓升

B、热能

C、动能

D、焓降

正确答案：D

4.朗肯循环没有汽化过程时，锅炉的工作压力一定（）

A、是临界压力

B、高于临界压力

C、低于临界压力

D、以上都不对

正确答案：D

5.下列_组参数都不是状态参数。（）

A、内能、焓、熵 B、压力、温度、比容.

C、质量、流量、热量

D、膨胀功、技术功、推动功

正确答案：D

6.回热循环比朗肯循环增多的设备是(____)。

A、回热加热器

B、汽轮机

C、锅炉

D、再热器

正确答案：A

7.在朗肯循环中，绝热膨胀过程的下一过程是在(____)中完成的。

A、锅炉

B、给水泵

C、汽轮机

D、凝汽器

正确答案：D

8.朗肯循环中具有绝热升压作用的是(____)。

A、给水泵

B、汽轮机

C、锅炉

D、凝汽器

正确答案：A

9.如果热机从热源吸收100KJ，对外做功100KJ，则（）

A、违反热力学第一定律

B、违反热力学第二定律

C、不违反第一、第二定律

D、违反第一、第二定律

正确答案：B

10.由未饱和水加热成饱和水的过程，称为(____)阶段。 A、预热段

B、汽化段

C、加热段

D、过热段

正确答案：A

11.定压过程中，工质吸收的热量全部用于增加（）

A、工质的内能

B、工质的机械能

C、工质的熵

D、工质的焓

正确答案：D

12.热量的符号是（）

A、Q

B、q

C、J

D、α

正确答案：A

13.水蒸气的预热阶段发生在（）

A、空气预热器

B、水冷壁

C、过热器

D、省煤器

正确答案：D

14.10Kg蒸汽的焓是10KJ，则其比焓是(____)KJ/kg。