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热工课后复习
第一章气体的性质
一、选择题
7、某风机进口空气的真空度为200mmH2O,当地大气压力为0.1MPa,则风机进口空气的绝对压力为( C )。
(1—2)
A:
101.96kPa B:
126.66kPa C:
98.04kPa
8、某风机出口空气的相对压力为200mmH2O,当地大气压力为0.1MPa,则风机出口空气的绝对压力为(101.96kPa )。
(1—2)
11、某风机排出空气的温度27℃、压力1.01325×105Pa,空气流量1000m3/h,则该空气在标准状态下的流量为( B )。
(1—4)
A:
13650Nm3/h B:
910Nm3/h C:
1000Nm3/h
16、某刚性容器内装有一定量氧气,初始压力为p1(MPa)、温度为t(℃),放出一部分气体后,终了压力为p2(MPa),设放气过程结束后气体温度仍为t(℃),容器体积为V(m3),则放出气体的质量为( C)。
(1—4)
A:
kg B:
kg
C:
kg
18、氮气的分子量为28,则其在标准状态下的密度为( B )。
(1—4)
A:
1.29kg/Nm3 B:
1.25kg/Nm3 C:
1.25Nm3/kg
22、理想气体的定压质量比热cp和定容质量比热cv的关系为( A )。
(1—5)
A:
cp-cv=R B:
cp+cv=R C:
cp=cv
24、氧气的分子量为32kg/kmol,则其定容质量比热为( A )。
(1—5)
A:
kJ/kg.K B:
kJ/kg.K C:
kJ/kg.K
31、某理想混合气体由N2、CO2和H2O组成,混合气体总压力为100kPa,N2和CO2的分压力分别为80kPa和15kPa,则H2O的分压力为( A )。
(1—6)
A:
5kPa B:
195kPa C:
200kPa
36、某混合气体由组成气体1和组成气体2组成,组成气体1的质量成分为g1、容积成分为r1,组成气体2的质量成分为g2、容积成分为r2,则混合气体的气体常数为( A )。
(1—6)
A:
R=g1.R1+g2.R2 B:
R=r1.R1+r2.R2 C:
R=g1.r1.R1+g2.r2.R2
38、某锅炉排放的烟气按容积成分分析如下,二氧化碳10%,氮气75%,氧气5%,水蒸气10%,烟气的总压力为750mmHg,则烟气中氮气的分压力为( c )。
(1—6)
A:
37.5mmHg B:
75mmHg C:
562.5mmHg
第二章热力学第一定律
一、选择题
41、热力系统的储存能由三部分组成,即重力势能、宏观动能和( A )。
(2—2)
A:
内能 B:
流动功 C:
焓
42、闭口系统与外界交换的能量有热量和( B )。
(2—3)
A:
内能 B:
容积变化功 C:
轴功
47、计算没有功率输入和输出的加热(或冷却)设备(流体进口为1-1断面、出口为2-2断面)的加热量(或放热量),开口系统稳定流动能量方程可以简化为( )。
(2—6)
A:
B:
C:
48、计算汽轮机(蒸汽进口为1-1断面、出口为2-2断面)对外界所作的轴功时,开口系统稳定流动能量方程可以简化为( )。
(2—6)
A:
B:
C:
二、计算题
1.求加热设备的加热量
某蒸汽锅炉,蒸发量为10t/h,锅炉进口给水的焓为200kJ/kg,在锅炉内被加热变成蒸汽,锅炉出口蒸汽的焓为2600kJ/kg。
若锅炉燃煤的发热量为20000kJ/kg,锅炉效率为0.8,求锅炉的燃煤量为每小时多少千克?
解:
水在锅炉内流动为稳定流动,取水在锅炉进口的断面为1-1,蒸汽出口断面为2-2,忽略进、出口动能和重力势能的变化,锅炉未对外作轴功。
则由开口系统稳定流动能量方程,水在锅炉内的吸热量为
kJ/h
设锅炉效率为η,由锅炉效率的定义,锅炉的燃煤量B为
kg/h
2.绝热混合与绝热分流
(1)质量流量为6kg/s、温度为20℃的空气与质量流量为4kg/s、温度为10℃的空气相混合,求混合后空气的温度。
(设空气的焓h=cpt=1.01tkJ/kg)
解:
空气流动为稳定流动,取混合前两股气流的进口断面为1-1、2-2,混合后的出口断面为3-3,忽略进、出口动能和重力势能的变化,空气未对外作轴功,可认为混合过程中空气与外界没有热量交换,为绝热混合。
则由开口系统稳定流动能量方程
由空气的焓h=cpt,有
混合后空气的温度为
℃
(2)某锅炉的连续排污管排出锅炉工作压力下的饱和水,为节省能源、防止汽化,把该饱和水接入二次蒸发器中降压汽化,汽化后得到的干饱和蒸汽由管道引出加以利用,二次蒸发器内汽化后剩下的饱和水作为废水排掉(见附图)。
设锅炉工作压力为1.4MPa(表压力),连续排污量为800kg/h,二次蒸发器工作压力为0.06MPa。
设二次蒸发器与外界绝热,当地大气压力为0.1MPa,求二次蒸发器每小时得到的干饱和蒸汽量。
解:
取二次蒸发器为研究对象(控制体),正常运行时为开口系统稳定流动。
锅炉内干饱和蒸气和饱和水的绝对压力p1=pb+pe1=0.1+1.4=1.5MPa。
二次蒸发器内干饱和蒸气和饱和水的绝对压力p2=pb+pe2=0.1+0.06=0.16MPa。
取锅炉的连续排污管为1-1断面,工质为1.5MPa压力下的饱和水,其焓为h1=
844.7kJ/kg,排污量m1=800kg/h;取二次蒸发器排汽管2-2断面,工质为0.16MPa压力下的干饱和蒸气,其焓为h2=2696.8kJ/kg,产生的干饱和蒸气量为m2;取二次蒸发器排水管3-3断面,工质为0.16MPa压力下的饱和水,其焓为h3=475.38kJ/kg,产生的饱和水量为m3。
忽略二次蒸发器进出口动能、重力势能变化,二次蒸发器没有功率的输入和输出且与外界绝热,由开口系统稳定流动能量方程,对绝热分流可得
流入控制体的焓=流出控制体的焓
二次蒸发器每小时得到的干饱和蒸汽量
kg/h
3.有功率输入(输出)的加热设备的加热量
某加热空气用的热风幕的风机,每小时从室内吸入压力为1标准大气压、温度为15℃的空气3000m3,风机的输入功率为3kW,空气在热风幕内被蒸汽加热至45℃送入室内,求空气在加热器内的吸热量。
解:
空气在热风幕内的流动为稳定流动,取热风幕风机气进口断面为1-1,热风幕出口断面为2-2,忽略进、出口动能和重力势能的变化,则由开口系统稳定流动能量方程
本题给定的是空气的体积流量,可由理想气体状态方程求出空气的质量流量为
kg/h=1.022kg/s
代入能量方程
≈28Kw
4.采暖、通风与空调房间的热平衡式
某车间设有采暖和通风系统,冬季设计条件下车间通过围护结构的散热损失为600kW,车间内动力及照明设备散热为30kW,通风系统的机械送风系统向车间送入流量为6kg/s、温度为52℃的空气,室内空气温度维持18℃不变,通风系统的机械排风系统排出室内空气6.5kg/s,由门窗缝隙渗入室内的室外空气为0.5kg/s,室外空气温度为-20℃,求采暖系统应向室内供给的热量。
解:
取车间空气为系统,本题有两股空气流入车间,即机械送风系统向车间送入的空气(断面1-1)和由门窗缝隙渗入室内的空气(断面2-2),有一股气流流出车间,即机械排风系统排出室内空气(断面3-3)。
同时有三部分热量流入流出室内空气,即围护结构的散热损失Q1、车间内动力及照明设备散热Q2和采暖系统供给的热量Q3。
忽略三股气流动能和重力势能的变化,系统未对外作轴功,则由开口系统稳定流动能量方程
=1.01×(6.5×18-6×52+0.5×20)+600-30
=383.15kW
第三章理想气体的过程
一、选择题
52、对1kg理想气体进行一可逆等温膨胀过程1-2,膨胀功可以表示为( B )。
(3—2)
A:
B:
C:
53、某理想气体在T-s图上进行两个热力过程1-2、1-3(如图所示),2、3两点在同一水平线上,则有如下关系式成立( B )。
(3—3)
A:
Δh1-2=Δu1-3 B:
Δh1-2=kΔu1-3 C:
Δh1-2=RΔu1-3
(注:
k为理想气体的绝热指数,R为理想气体的气体常数)
55、某理想气体在p-v图上进行一个热力过程1-2(如图所示),该过程特征为( c )。
(3—3)
A:
q>0w>0Δu>0 B:
q>0w>0Δu<0 C:
q<0w>0Δu<0
题53图
题55图
第四章热力学第二定律
一、选择题
61、某热机在温度为t1=27℃的高温热源和温度为t2=7℃的低温热源间进行一供热循环,该热机消耗循环净功为5kW,向高温热源放热50kW,则此热机循环是( B )。
(4—3)
A:
可逆的 B:
不可逆的 C:
不可能的
62、某热机在温度为t1=27℃的高温热源和温度为t2=-23℃的低温热源间进行一制冷循环,该制冷机消耗循环净功20kW,从低温热源吸热150kW,则此热机循环是( )。
(4—3)
A:
可逆的 B:
不可逆的 C:
不可能的
63、某热机在温度为t1=427℃的高温热源和温度为t2=27℃的低温热源间进行一正循环,该热机输出循环净功12×104kW,从高温热源吸热40×104kW,则此热机循环是( B )。
(4—3)
A:
可逆的 B:
不可逆的 C:
不可能的
二、填充题
1、某闭口系统完成一个由四个热力过程组成的热力循环,1-2-3-4-1,试填充下表中所缺少的数据。
(2—4)
Q=U+W
第五章水蒸汽
一、选择题
71、绝对压力1.4MPa时干饱和蒸汽的比容为0.14m3/kg,饱和水的比容为0.0011m3/kg,若湿饱和蒸汽的干度为0.9,则湿饱和蒸汽的比容为( C )。
(5—2)
A:
0.071m3/kg B:
0.015m3/kg C:
0.126m3/kg
72、绝对压力1.4MPa时干饱和蒸汽的焓为2788kJ/kg,饱和水的焓为830kJ/kg,若湿饱和蒸汽的干度为0.9,则湿饱和蒸汽的焓为(hx=0.9×2788+0.1×830 )。
(5—2)
二、计算题
某锅炉的连续排污管排出锅炉工作压力下的饱和水,为节省能源、防止汽化,把该饱和水接入二次蒸发器中降压汽化,汽化后得到的干饱和蒸汽由管道引出加以利用,二次蒸发器内汽化后剩下的饱和水作为废水排掉(见附图)。
设锅炉工作压力为1.4MPa(表压力),连续排污量为800kg/h,二次蒸发器工作压力为0.06MPa。
设二次蒸发器与外界绝热,当地大气压力为0.1MPa,求二次蒸发器每小时得到的干饱和蒸汽量。
解:
取二次蒸发器为研究对象(控制体),正常运行时为开口系统稳定流动。
锅炉内干饱和蒸气和饱和水的绝对压力p1=pb+pe1=0.1+1.4=1.5MPa。
二次蒸发器内干饱和蒸气和饱和水的绝对压力p2=pb+pe2=0.1+0.06=0.16MPa。
取锅炉的连续排污管为1-1断面,工质为1.5MPa压力下的饱和水,其焓为h1=
844.7kJ/kg,排污量m1=800kg/h;取二次蒸发器排汽管2-2断面,工质为0.16MPa压力下的干饱和蒸气,其焓为h2=2696.8kJ/kg,产生的干饱和蒸气量为m2;取二次蒸发器排水管3-3断面,工质为0.16MPa压力下的饱和水,其焓为h3=475.38kJ/kg,产生的饱和水量为m3。
忽略二次蒸发器进出口动能、重力势能变化,二次蒸发器没有功率的输入和输出且与外界绝热,由开口系统稳定流动能量方程,对绝热分流可得
流入控制体的焓=流出控制体的焓
二次蒸发器每小时得到的干饱和蒸汽量
kg/h
第六章湿空气
一、选择题
82、含有干空气质量流量为1kg/s、状态为“1”的湿空气与含有干空气质量流量为4kg/s、状态为“2”的湿空气绝热混合,混合后的状态点“c”在1、2两点的连线上,“c”点距“2”点的距离为( B )。
(6—3)
A:
B:
C:
二、填充题
13、已知湿空气的干球温度为t,湿球温度为tW,试在湿空气的h-d图上示意出湿空气的相对湿度φ、焓h、含湿量d和露点温度td。
(6—2)
第七章气体和蒸汽的流动
一、选择题
92、将某管道内压力为1.0MPa的空气通过一喷管接入压力为0.6MPa的容器中,若空气的临界压力比βc=0.528,为了将空气的压力势能充分地转变成动能,喷管形状应做成( A )。
(7—3)
A:
渐缩形 B:
渐扩形 C:
缩扩形
93、将某管道内压力为1.0MPa的空气通过一渐缩形喷管接入压力为0.2MPa的容器中,若空气的临界压力比为βc=0.528,则喷管的出口流速为( B )。
(7—3)
A:
亚音速 B:
等音速 C:
超音速
99、将某管道内压力为2.0MPa的空气通过一缩扩形喷管接入压力为0.6MPa的容器中,若空气的临界压力比为βc=0.528,则喷管的喉部的压力为( )。
(7—3)
A:
0.6MPa B:
1.056MPa C:
2.0MPa
第九章导热
一、选择题
1、绝大多数建筑隔热保温材料的导热系数随使用温度的升高而( A )。
(9—1)
A:
增大 B:
减小 C:
不变
5、现有几种物质分别为金属固体、非金属固体、液体和气体,一般情况下它们的导热系数按大小排序为( B )。
(9—1)
A:
λ金属>λ液体>λ非金属>λ气体 B:
λ金属>λ非金属>λ液体>λ气体
C:
λ金属>λ气体>λ液体>λ非金属
12、有一双层平壁,高和宽远大于其厚度,两层平壁厚度相同,一层平壁的导热系数为二层平壁导热系数的1/2倍,则稳定导热时,一平壁两表面温差为二平壁两表面温差的( C )。
(9—2)
A:
1/2倍 B:
1倍 C:
2倍
13、有两个单层平壁,高和宽远大于其厚度,两平壁厚度相同,一平壁的两表面温差为二平壁两表面温差2倍,一平壁的导热系数为二平壁导热系数的2倍,则稳定导热时,一平壁的导热量为二平壁导热量的( C )。
(9—2)
A:
1/4倍 B:
1倍 C:
4倍
18、有一双层竖直平壁,高和宽远大于其厚度,平壁的表面温度分别为tW1、tW3,且tW1>tW3,两竖直平壁的接触面温度为tW2,一平壁的温度分布直线(tW1和tW2连线)与水平面的夹角为30°,导热系数为λ1,二平壁的温度分布直线(tW2和tW3连线)与水平面的夹角为60°导热系数为λ2,则λ1与λ2关系为( A )。
(9—2)
A:
λ1<λ2 B:
λ1=λ2 C:
λ1>λ2
21、在夏季,室外空气温度高于室内空气温度,则在室外综合温度te的周期波动下,房屋围护结构表面及内部的温度都也产生波动,波动的最大值与平均值之差称为波动振幅。
该振幅由围护结构外表面至内表面是逐层减小的,这种现象称为( )。
(9—5)
A:
温度波的波长 B:
温度波的衰减 C:
温度波的延迟
23、围护结构对温度波波幅的削弱能力称为围护结构的热稳定性,如果温度波在围护结构内衰减越快,说明该围护结构的热稳定性越好。
围护结构的热稳定性用热惰性指标来衡量,多层围护结构的热惰性指标定义为( )。
(9—5)
A:
B:
C:
注:
为某层围护结构的蓄热系数。
27、对于空调房间,为保证室外空气温度和太阳辐射周期性波动时对室内温度影响较小,对围护结构的热惰性指标有一定的要求,并且( ),围护结构的热惰性指标要求就越小。
(9—5)
A:
空调精度越低 B:
空调精度越高 C:
空调温度越低
第十章对流换热
一、选择题
31、对空气与散热器外表面的自由流动换热,各相似准则可以整理成如下关系( B )。
(10—3)
A:
Nu=f(Re,Pr) B:
Nu=f(Gr,Pr) C:
Nu=f(Re,Gr,Pr)
36、对冷却油在管道内的受迫紊流换热,各相似准则可以整理成如下关系( B )。
(10—4)
A:
Nu=f(Gr,Pr) B:
Nu=f(Re,Pr) C:
Nu=f(Re,Gr,Pr)
第十一章辐射换热
一、选择题
43、某物体表面透射率为0.01,反射率为0.19,经测定投射到该表面上的能量为1500W/m2,被该表面吸收的能量为( C )。
(11—1)
A:
15W/m2 B:
285W/m2 C:
1200W/m2
52、某灰体表面温度为227℃,经测定单位面积该表面在单位时间内向外发出的本身辐射为5.67×500W/m2,则该表面发射率(黑度)为( B )。
(11—2)
A:
0.80×10-8 B:
0.80 C:
0.20
62、两平行灰体表面间为真空,两表面吸收率相同,经测定两表面间的辐射换热量为1800W/m2,现在两表面间加两块与其吸收率相同的遮热板,辐射换热量变为( C )。
(11—4)
A:
900W/m2 B:
450W/m2 C:
600W/m2
第十二章稳定传热和换热器
一、选择题
71、车间内散热器外表面温度为127℃,空气温度为27℃,车间周围墙面及物体温度为17℃,散热器外表面的发射率为0.95,散热器外表面与空气的对流换热系数为5.52W/m2·℃,则散热器外表面的总换热系数为( C )。
(12—1)
A:
19.53W/m2·℃ B:
16.02W/m2·℃ C:
15.50W/m2·℃
81、某散热器内侧为水受迫流动换热,外侧为空气自由流动换热,为了增强传热应( A)。
(12—4)
A:
在外侧加肋片 B:
在内侧加肋片 C:
两侧均不加肋片而增大传热面积
89、某锅炉用空气预热器内侧为空气受迫流动换热,外侧为烟气受迫流动换热,为了增强传热应( )。
(12—4)
A:
在外侧加肋片 B:
在内侧加肋片 C:
两侧均不加肋片而增大传热面积
91、某换热设备内侧为水受迫流动换热,换热系数为1000W/m2·℃,外侧为空气受迫流动换热,换热系数为50W/m2·℃,金属肋片的肋片效率约为0.70,则所加肋片的理论肋化系数约为(C )。
(12—4)
A:
14 B:
20 C:
29
二、计算题
1、某管式换热器,一侧为水蒸汽凝结放热,换热器进口水蒸汽温度与换热器出口凝结水温度相同,均为140℃,另一侧为水被加热,水从70℃被加热到95℃,若被加热水的流量为50kg/s,水的质量比热为4.1868kJ/kg·K,换热器的传热系数为700W/m2·K,求该换热器所需的理论传热面积。
(12—7)
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