热工基础与应用试题及答案.doc

热工基础考试题
一、 填空量：
1、 按照热力系与外界有无物质的交换，可以把热力系分为开口系和闭口系。
2、 热力系的划分是以分析问题的需要及分析方法上的方便而定。
3、 物质的内能包括内动能及内位能，内动能与温度有关，内位能决定于它的体积。
4、 焓是指流动工质所具有的能量。
5、 平衡状态与稳定状态的区别是平衡状态不受外界条件的影响 ，稳定状态要依靠外界 的作用维持。
6、 三种典型的不可逆过程是指气体有摩擦的膨胀做功过程、自由膨胀过程、温差传热过 程。
7、 热量和功是过程量
8、 热能与机械能的相互转换是通过工质的膨胀和压缩而实现的。
9、 理想气体是忽略分子本身体积和分子间的相互作用力的气态物质。
10、 理想气体的比热分为质量比热、摩尔比热、体积比热。
11、 卡诺循环由等温吸热过程、绝热膨胀过程、等温放热过程、绝热压缩过程四个可逆 过程组成
12、 物质的汽化过程有蒸发和沸腾两种形式。
13、 液汽两相处于动态平衡的状态称为饱和状态。
14、 声速是一种微弱扰动在连续介质中所产生的压力波的传播速度。
15、 在朗肯循环中进汽参数及排汽参数均会影响热效率。
16、 某一可逆热力过程所做的功可用它在 P-V 图上过程曲线下的面积来表示。
17、 理想气体的内能是温度的单值函数。
18、 绝热过程是工质在状态变化过程中与外界没有任何形式的热量交换的过程。
19、 热量和功都是过程量。
20、 水蒸汽的饱和温度是饱和压力的单值函数。
21、 水蒸汽参数的参考点是以水的三相点时的饱和水状态。
22、 热传递的三种形式是热传导、热对流、热辐射。
23、 凡是高于 0K 的物体总是可以不断地把热能变为辐射能。
24、 辐射能力最强的辐射体称为黑体。
25、 工程传热问题可分为两类一类是传热的强化一类是传热的削弱。
26、 影响固体的热辐射的吸收和反射的主要因素是物体表面的粗糙程度。
27、 由于气体的辐射率和吸收率与波长有关，所以一般不能把纯气体视为灰体。
28、 按换热器的工作原理可分为混合式换热器、回热式换热器、表面式换热器。
29、 在换热时冷热流体平行流动且方向一致，称为顺流。
30、 相对湿度是湿空气中实际所含水蒸汽的质量和同温度下最大可能含水蒸汽的质量的 比值。
二、 名词解释：
1、 热力学第二定律：不可能将热由低温物体向温度较高的地方供温物体传递，而不留下 其它任何变化
2、 灰体：指单色吸收率与波长无关的的物体。
3、 黑体：黑体的吸收率等于 1，对于投入辐射，不管其波长和方向均能全部吸收。
4、 传热强化的两种方法是提高传热系数、表面肋化强化换热。
5、 热力学第一定律：热可以变为功，功也可变为热，一定量的热消失时，必产生数量相当 的功，消耗一定量的功时也必出现相当数量的热。
6、 露点温度：饱和湿空气中水蒸汽分压力所对应的饱和温度称为露点.。
7、 理想气体是忽略分子本身的体积和分子间的相互作用力的气态物质。
8、 单位数量的物质温度变化 1 度时所吸收或放出的热量叫做比热。
9、 相对湿度：湿空气中实际所含水蒸汽的质量和同温度下最大可能含水蒸汽的质量的比 值
三、 简答题：
1、 热辐射的特点是什么？
答：A 它不需要中间介质来传递热量。 B 具有一定的波长范围。 C 辐射过程不仅包含有能量的传递，而且还存在着能量形式即热能与辐射能之间的转换 D 所有的物体都能够进行辐射。
2、 传热强化的基本原则：
A 当局部热阻大小不等时，减小其中数值最大的一项就可达到强化传热的目的，如果各局 部热阻相差不大时， 则减小其中任意一项热阻就可达到强化传热的目的。 如果所改变的那一 项热阻中所占的比例越大，则引起的传热强度的变化也越大。
3、 稳定流动的主要特征。
A 热力系与外界进行功和热量的交换及热力系本身的能量均不 随时间变化 B 单位时间内通过热力糸骨各个截面的质量不随时间变化。
4、 物理现象相似的三个条件。
A、 只有同类现象才能实现相似。 B、 几何相似是物理现象的先决条件。 C、 物理 现象相似，则它们在空间中相对的点和一相对应的瞬间、所有用来说明现象性 质的同类物理量之间要互成比例，即同类物理量之间相似。
5、 影响膜状凝结换热的因素
A、 蒸汽速度和方向的影响 B 蒸汽中不凝气体含量的影响。 C 表面粗糙度的影响。 D 管子排列的影响
6、 叙述进排汽参数如何影响热效率
A、 进汽压力提高会使平均吸热温度升高，从而提高热效率。 B、 进汽温度提高会使平均吸热温度升高，从而提高热效率。 C、 排汽压力的影响，降低排汽压力，使平均放热温度降低，从而提高热效率。
7、 热泵、制冷机的区别和相同点是什么？
答：它们都是逆向循环工作的，工作过程都是消耗机械能从温度较低的物体中抽出热量 排向温度较高的物体，使其温度下降，以达到制冷的目的。但不同点是，在对这个逆向循环 的热泵其目的是从温度较低的物体中抽出热量向温度较高的地方供热， 而制冷机来说其目的 是从温度较低的物体中抽出热量以制冷。
8、 热力学第二定律的两种表述方法：
A 不可能将热由低温物体向温度高温物体传递，而不留下其它变化 B、可能从单一热源取热取热，并使之全部转变为功，而不留下其它变化。它们都是等效 的。 9、 影响对流换热的因素有那些？ A、 流体的运动动力 B 流体有无相变 C 流体流动的状态 D 流体的物理性质 E 换热面的形状、大小和位置
10、 由卡诺循环热效率计算公式可知什么结论？

A 卡诺循环热效率只决定于高温热源的温度和低温热源的温度。 B 提高高温热源的温度和 降低低温热源的温度均可提高热效率。 C 工质从高温热源吸收的热量不可能全部转换为功 D 单一热源进行循环做功的热机是不存在的
四、计算题：
1、 有 1000 公斤温度为 0 摄氏度的冰，在温度为 27 摄氏度的大气环境中融化成 0 摄氏度 的水，这时热量的做功能力是完全损失了，现在如果在大气与冰块间放入一个可逆机， 求 冰块完全融化时可逆机做出的功。
解： 因大气可视为热容无限大，冰块融化时温度不变，热机是可逆机，所以热机循环热效率等于 卡 诺 循 环 热 效 率 1000 冰 块 完 全 融 化 公 斤 温 度为 0 摄 氏 度 的 0 摄 氏度 的 水 吸 热 是 80*1000=80000KJ ， T2=273+0=273 T1=27+273=300 所 以 η=1-Q2/Q1= 1-T2/T1 ， 所 以 Q2/Q1=T2/T1，Q1=80000*(300/273)=87912KJ
2、 可逆热机中工质从 T1=1000K，向 T2=200K 的冷源放热，循环中工质从热源吸取热量 1000kj，试求 A、热源、冷源各自的熵变化量。 B、热源、冷源和工质组成的孤立系的熵 变化量。
解： 因热机是可逆机，T1=1000K，T2=200K 冷源、热源温度不变，所以热机循环热效率等于卡诺 循环热效率 所以 η=1-Q2/Q1= 1-T2/T1， Q2/Q1=T2/T1 Q2=200 kj 根据公式 Q=T*△S 因 为热源放热所以 Q1=-1000 kj 所以热源△S1=Q1/T1=-1 kj， 冷源吸热量 Q2 为正，根据公式 Q=T*△S， 冷源熵增△S2 =Q2/T2=1 kj， 经过一个循环后工质回复到初始状态， 熵增为零。 热 源、冷源和工质组成的孤立系的熵变化量△S=△S1+△S2+△S 工质=-1+1+0=0。
3、 设有一卡诺热机工作于 500 度和 30 度的两个热源间，该卡诺机每一分钟从高温热源吸 收的热量 100KJ，求： A、 卡诺机的热效率。 B 卡诺机每一分钟所做的功 C 卡诺机每一 分钟向低温热源排出的热量。D 卡诺机的功率。
解： 因为是卡诺循环，T1=273+500=773 T2=30+273=303 所以 η= 1-T2/T1=1-303/773=60.8% w=q1*η=100*60.8%=60.8kj q2= q1- w=100-60.8=39.2 kj 卡 诺 机 的 功 率 = w/Υ=39.2/60=650w 4、 国产 12.5 万千瓦机组的锅炉出力为 qm=400t/h，出口蒸汽焓 h2=3524kj/kg，锅炉进口 给水焓 h1=1003kj/kg,锅炉效率 η 锅炉=92.8%，标准煤的发热量 q 煤=29270 kj/kg ，求每 小时耗标煤量 B 为多少。 解： q=h2-h1=3524-1003=2521(kj/kg) η 锅炉=工质吸收的热量/煤燃烧时发出的总热量=9 qm * q/ q 煤*η 锅炉=400*1000*2521/29270*0.928 =37.13(t/h) 5、已知新蒸汽进入汽轮机时的焓 h1=3230kj/kg，流速 c1=50m/s，乏汽流出汽轮机的焓 h2=2300kj/kg，c2=120m/s。散热损失和进出口高度差可忽略不计，蒸汽流量为 qm=600t/h， 求该汽轮机发出的功率为多少。