武汉理工大学能动学院《工程热力学和传热学》试卷.doc
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武汉理工大学能动学院《工程热力学和传热学》试卷.doc
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武汉理工大学考试试题纸(A卷)
课程名称工程热力学和传热学
专业班级
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总分
题分
备注:
学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题)
一、选择、填空题(每题2分,共30分)
1、___
A仅理想气体,可逆过程 B任何工质,任何过程
C任何工质,可逆过程 D任何工质,不可逆过程。
2、理想气体等压膨胀过程,具有___。
A , ,B ,,
C ,,D ,,
3、孤立系统是指系统与外界:
A 没有质量交换B 没有热量交换
C 没有任何能量交换D 没有任何能量与质量交换
4、柴油机循环的净功越大,则循环的热效率____________
A越大 B越小C不一定 D不变
5、蒸汽压缩制冷装置主要由压缩机、冷凝器、_________和蒸发器组成。
A喷油器 B膨胀阀 C锅炉 D排气阀
6、喷管的作用是获得_______气流,同时压力_______。
A高速\下降B高速/上升C低速/下降 D低速/上升
7、用干球温度计和露点仪对湿空气测量得到3个温度:
16℃、18℃和29℃,
则该湿空气的干球温度为,露点温度为。
8、提高定容加热内燃机循环热效率主要在于,但受限制。
9、叶轮式压缩机相对于活塞式压缩机的最大优点是__________。
10、水的定压汽化过程经历了_________、定压汽化阶段和定压过热阶段。
11、基尔霍夫定律表述为____________。
A在热平衡时ε>A;B在热平衡时ε<A;
C在热平衡时ε=A;D在热平衡时ε≠A。
12、空间辐射热阻____________。
ABCD
13、当黑体表面温度为27℃时计算得辐射力。
。
A解得辐射力E01=549W/M2;B解得辐射力E01=954W/M2;
C解得辐射力E01=459W/M2;D解得辐射力E01=659W/M2。
14、换热器加肋片的作用是。
A增大对流换热系数α以增强传热;B增大面积A以增强传热;
C增大黑度ε以增强传热;D增大温差⊿t以增强传热。
15、Re的物理意义是。
二、简答题(每题5分,共30分)
1、对刚性容器中的空气缓慢加热,使其从50℃升温到100℃,请判断该过程是否可逆,并扼要说明原因。
2、有一台可逆机经历了定容加热1→2、等熵膨胀2→3和等压放热3→1之后完成一个循环。
设工质为理想气体,其等熵指数为k,循环点的温度T1、T2和T3已知,试在P-V图和T-S图上表示出该循环,并写出循环的热效率计算式。
3、用喷水方式冷却湿空气,能否把此湿空气的温度降至原先湿空气状态下的露点温度,为什么?
4、用平底铝锅烧水,铝锅厚1mm,导热系数为200W/(m·k),如果锅底结了厚为0.1mm的水垢,水垢的导热系数为2W/(m·k),且锅两边的温差不变,那么有水垢和无水垢的导热量之比为多少?
5、对管内强制对流换热,为何采用弯管可以强化流体的换热?
6、地球和火星同太阳的距离相差不大,但为什么火星表面温度昼夜变化却比地球大得多?
三、计算题(每题10分,共40分)
1、空气在压缩机中被压缩。
压缩前空气的参数是p1=0.1Mpa,u1=0.845m3/kg,压缩后空气的参数是p2=0.8Mpa,u2=0.175m3/kg。
设在压缩过程中,1kg空气的热力学能增加146kJ,同时向外放出热量50kJ,压缩机每分钟生产压缩空气10kg。
求
①压缩过程中对1kg气体所作的功;
②每生产1kg的压缩气体所需的功;
③带动此压缩机的电动机的功率。
2、温度为800k,压力为5.5Mpa的燃气进入燃气轮机,在燃气轮机内绝热膨胀后流出燃气轮机。
①在燃气轮机出口处检测废气的压力和温度,现在有两组值:
一组压力为1.0Mpa,温度为485k,另一组压力为0.7Mpa,温度为495k,试判断这两组值谁是正确的?
②此过程是否可逆?
(燃气的性质按空气处理,Cp=1.004kJ/kg·k,Rg=0.287kJ/kg·k,环境温度T0=300k)
3、有一平底铝制水壶,壶底直径24cm,铝底厚2mm,内装20℃的水,置于电炉上。
已知:
铝的导热系数210W/(m·k),传热量Q=388W,壶内壁对水的换热系数465W/(m2·k)。
问:
快速把壶从电炉上取下,并立即用手贴在壶底上,能否把手烫坏(即求壶底温度)?
4、在换热器中,重油从300℃被冷却到200℃,而石油从25℃被加热到175℃。
如果换热器设计成
(1)顺流式:
(2)逆流式,并假定这两种情况的传热系数和所传递的热量完全一样,试确定换热器的对数平均温差,并比较逆流方式与顺流方式的经济性。
(提示:
比较所需的换热面积。
)
武汉理工大学考试试题纸(B卷)
课程名称工程热力学和传热学
专业班级
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总分
题分
备注:
学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题)
一、选择、填空题(每题2分,共30分,)
1、___
A仅理想气体,定容过程 B任何工质,任何过程
C任何工质,绝热过程 D任何工质,定容过程
2、压气机压缩气体所耗理论轴功为___。
ABC
3、摄氏温度与热力学温度的差值为:
___
A 273.15B273.16C 0D 任意定义
4、柴油机循环的吸热量越大,则循环的热效率____________
A越大 B越小 C不一定 D不变
5、蒸汽压缩制冷装置主要由压缩机、_________、膨胀阀和________组成。
A蒸发器/锅炉 B排气阀/蒸发器ဠC锅炉/冷凝器 D冷凝器/蒸发器
6、扩压管的作用是获得_______气流,同时速度_______。
A高压\下降 B高压/上升C低压/下降D低压/上升
7、冬季取暖,若不采取任何其它措施,室内温度,室内相对湿度。
(填增大,减少或不变)
8、一定量的理想气体经历了一个不可逆过程,对外作功15kJ,放热5kJ,则气体温度变化为。
A.开高 B.降低 C.不变
9、理想气体过程方程为pvn=常数,当n=0时,其热力过程是___
10、内燃机定压加热理想循环是由过程所组成。
11、有效辐射为___
A投射辐射和反射辐射的和;B本身辐射和反射辐射的和;
C吸收辐射和反射辐射的和;D吸收辐射和投射辐射的和。
12、表面辐射热阻__
ABCD
13、当黑体表面温度为627℃时计算得辐射力。
___
A解得辐射力E01=4359W/M2;B解得辐射力E01=3459W/M2;
C解得辐射力E01=7359W/M2;D解得辐射力E01=7350W/M2。
14、在两灰体表面间插入灰体遮热板减少辐射换热的原理是___
A增加了表面热阻;B增加了一个表面热阻和二个空间热阻;
C增加了空间热阻;D增加了二个表面热阻和一个空间热阻。
15、Nu的物理意义是。
二、简答题(每题5分,共30分)
1、在绝热良好的房间内,有一台冰箱在工作,问打开冰箱门,室内温度如何变化?
2、简述多级压缩中间冷却的作用,这对叶轮式压缩机是否有意义?
3、有人说,自然界的过程都朝着熵增大的方向进行,因此熵减少的过程不可能实现。
你认为对吗?
并说明理由。
4、平壁与圆管材料相同,厚度相同,在两侧表面温度相同条件下,圆管内表面积等于平壁表面积,试问哪个导热量大?
5、对管内强制对流换热,为何采用短管可以强化流体的换热?
6、两块平行放置的平板表面发射率均为0.6,其板间距远小于板的宽度和高度,且两表面温度分别为t1=427℃,t2=27℃。
试确定两板间的辐射换热量。
三、计算题(每题10分,共40分)
1、在燃气轮机装置中,燃烧室产生的燃气的压力为0.8MPa,温度为700℃。
燃气通过喷管获得高速气流,以带动燃气轮机对外做功。
若已知喷管背压pb=0.2MPa,燃气的气体常数为289.4J/(kg·K),绝热指数κ=1.3,求出采用缩放喷管时的出口流速。
2、在柴油机气缸中,空气沿绝热线压缩,设初压p1=0.14MPa,初温t1=50°C,压缩终点温度t2=650°C,试求压缩终点的压力和初、终比体积之比v1/v2
3、温度为50℃,压力为1.01325×105Pa的空气,平行掠过一块表面温度为100℃的平板上表面,平板下表面绝热。
平板沿流动方向长度为0.2m,宽度为0.1m,按平板长度计算的Re=4×104,试确定平板表面与空气间的传热量。
(空气物性参数:
λ=0.0299w/(m·k),Pr=0.70,层流时:
Nu=0.664Re1/2Pr1/3)
4、一台换热器用逆流冷却水来冷却润滑油。
冷却水在管内流动,进、出口温度分别为20℃和50℃,热油入口温度为100℃,出口温度为60℃,试计算平均温差。
武汉理工大学教务处
试题标准答案及评分标准用纸
课程名称:
工程热力学和传热学(A卷)
一、选择题、填空题(每题2分,共30分,)
1C2A3D4C5B6A729℃,16℃8升高压缩9流量大,气体能无间歇地连续流进流出10定压预热阶段11C12D13C14B15惯性力与粘性力之比
二、简答题(每题5分,共30分)
1.答:
可以是可逆的,也可以是不可逆的,取决于热源温度与空气温度是否随时相等或随时保持无限小的温差。
2.答:
3.答:
不能。
因为喷水冷却湿空气的过程近似一定焓过程,由焓湿图上可知,此时处理后湿空气的温度永远大于原先状态下的露点温度。
4.答:
5.答:
流体流经弯管时,由于离心力作用,在横截面上产生二次环流,增加了扰动,从而强化了换热。
6.答:
由于地球表面有大气层(主要成分为co2和水蒸气),白天大气层会吸收一部分来自太阳的辐射能量,而在夜间,因天空温度比太空温度(接近于绝对零度)高得多,由于大气层的辐射作用,故地球表面温度昼夜温差较小。
三、计算题(每题10分,共40分)
1.解:
①
②
③
2.解:
①
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- 工程热力学和传热学 武汉理工大学 能动 学院 工程 热力学 传热学 试卷