《热工过程自动调节》仿真实验指导书

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1、《热力学与传热学》考试答案一、判断题1．循环净功越大，则循环的热效率也愈大。（）2．经过一个不可逆循环后，工质熵的变化为零。（）3．若容器中气体的绝对压力没有改变，则其压力表的读数就不会改变。（）4、闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统。（）5、功的数值仅仅取确于工质的初态和终态，与过程无关。（）6、气体膨胀时一定对外作功。（）7、比热容仅仅是温度的单值函数。（）8、对于一种确定的理想气体，(cp-cv)一定为一定值。（）二、填空题1．在两个恒温热源之间有两个可逆循环，其中一个循环的工质是理想气体、热效

2、率为hA；另一循环的工质是等离子气体，热效率为hB。试比较这两个循环热效率的大小。三、简答题1．数和数均可写成的形式，二者有何区别？2．冬天，在相同的室外温度条件下，为什么骑摩托车比步行时感到更冷些，一般要戴皮手套和护膝？3．试比较在其它条件相同时，下列情况管内对流换热系数的相对大小。（请用符号“<”、“=”、“<”表示）（1）层流紊流（2）水空气（3）光滑管粗糙管（4）直管弯管（5）层流入口段层流充分发展段4．在p-v图中有一可逆过程1-2，工质为理想气体。试判断其过程热量q、过程功w以及热力学能变化Du的正负。5．已知H2O在压力为p=1.0MPa时

3、饱和温度为ts=179.88°C。试判断H2O在下列情况下的状态：（1）p=1.0MPa、t=200°C；（2）p=1.0MPa、t=160°C；（3）p=1.0MPa、干度x=0.6。6．写出努塞尔数（Nu）的表达式及物理意义。7．有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。为使稀饭凉的更快一些，你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水？为什么？8．对于高温圆筒壁来说，加保温层一定能降低对外散热量，对吗？为什么？四、计算题1．容积为V=0.0283m3的瓶内装有氧气，其压力为p1=6.865´105Pa，温度为T1=294K。随后发生泄漏，压力降至p2=4

4、.901´105Pa时被发现，而温度T2=T1未变。试问到发现为止共漏去多少kg氧气？[氧气Rg=260J/(kg.K)]2．在可逆热力循环1-2-3-1中，1-2为定容过程，2-3为绝热过程，3-1为定压过程。工质为空气，T1=300K，p1=0.1MPa、p2=0.4MPa，cp=1.004kJ/(kg.K)，Rg=0.287kJ/(kg.K)。试求(1)循环净功w0；(2)循环热效率ht；(3)在p-v图及T-s图上定性地画出该循环。3．初始温度为20℃的热电偶突然放入300℃的空气中，30秒种后热电偶的指示温度为160℃。试求（1）该热电偶的时间

5、常数；（2）热电偶指示温度上升到290℃所需的时间。4．容积为V=0.027m3的刚性储气筒内装有压力为0.5MPa、温度为27°C的氧气。筒上装有一排气阀，压力达到0.8MPa时就开启，压力降为0.75MPa时才关闭。若由于外界加热的原因造成阀门开启，试问：(1)当阀门开启时的筒内温度；(2)因加热造成阀门开闭一次期间而损失掉的氧气量。设筒内气体温度在排气过程中保持不变。氧气，Rg=260J/(kg.K)。5．一定量的空气，经过下列四个可逆过程组成的循环1-2-3-4-1。试求：（1）填充表中所缺的数据；（2）循环功；（3）循环热效率。过程Ｑ（kJ）△

6、Ｕ（kJ）Ｗ（kJ）１®２12100２®３0250３®４-9800４®１06．冷却水以2m/s的流速在内径为d=20mm的直铜管内流动，其进口温度为20°C，铜管内壁温度为80°C，试求水被加热到60°C时所需的管长。特征数关联式：（1）紊流：条件：（2）层流：条件：水的物性参数：t°Crkg/m3cpkJ/(kg×K)l´102W/(m×K)h´106kg/(m.s)n´106m2/sPr20998.24.182659.91004.21.0067.0230995.74.178461.9801.200.8055.4240992.24.178463.465

7、3.120.6594.3150988.14.182664.8549.170.5563.5460983.24.186865.9469.740.4782.9970977.84.191066.8406.000.4152.5580971.84.195267.5355.000.3652.2190965.34.203568.0314.790.3261.957．一台燃气轮机从大气中吸入温度为17°C、压力为0.1MPa的空气，然后在压气机中进行绝热压缩，使空气压力提高到0.9MPa。若压气机内空气稳定流动、不计进出口动能和重力位能的变化且比热容取定值，试求压气机消耗的

8、轴功。空气cp=1.004kJ/(kg×K)，k=1.40。8．有一厚度为20c