工程熱力學與傳熱學

課程名稱：工程熱力學與傳熱學

說明：答案標明題號寫在答題紙上，寫在試題紙上的無效。

工程熱力學部分

一、簡答題：（每題6分，共30分）

1. 兩股濕空氣穩(wěn)定絕熱合流，濕空氣的參數分別為：ma1、p1、t1、h1、s1、c1;ma2、p2、t2、h2、s2、c2,合流后的參數用角標3表示。試寫出質量方程、能量方程和熵方程。

2. 試用焦耳--湯姆遜系數，分析理想氣體和制冷劑，在絕熱節(jié)流后產生的溫度效應。

3. 試根據熱力學第二定律證明p-v圖上可逆絕熱過程線不相交。

4. 門窗緊閉的房間內有一臺電冰箱正在運行，若敞開冰箱大門就有一股涼氣撲面，使人感到涼爽。你認為能否通過敞開冰箱大門的方式降低室內溫度？

5．已知濕空氣的溫度、壓力以及水蒸氣分壓力，判斷濕空氣是否飽和？什么條件下才結露？其含濕量如何？

二、計算題（每題15分，共45分）

1．有一可逆熱機，如圖所示，自高溫熱源t1吸熱，向低溫熱源t2和t3放熱。已知：t1=727℃,t3=127℃,Q1=1000kJ,Q2=300kJ,W=500kJ, 求：

Q3

T1

T2

W

Q1

Q2

T3

（1）Q3=?

（2）可逆熱機的熱效率？

（3）熱源溫度t2=?

（4）三熱源和熱機的熵變？

（5）在T-S圖上表示熱機循環(huán)。

2．空氣壓縮制冷裝置，吸入的空氣p1=0.1MPa, t1=27°C，絕熱壓縮到

p2=0.4Mpa，溫度為-10°C，空氣進入膨脹機的溫度為20°C，

試求： (1) 壓縮機出口壓力； (2) 制冷機的質量流量；

(3) 壓縮機的功率； (4) 循環(huán)凈功率。

3. 已知范德瓦爾方程 ，求：1mol氣體由初態(tài)v1可逆地定溫膨

脹到終態(tài)v2，所吸收的熱量。

傳熱學部分

一、問答題（每題6分，共30分）

1.試說明得出導熱微分方程所依據的基本定律。

2.一大平壁兩側表面溫度分別為T1和T2，且T1＞T2，其導熱系數λ與溫度T呈線性變化：λ=λ0+AT，式中λ0為正值常數。試畫出對應于A＞0、A＝0和A＜0三種情況下一維平壁穩(wěn)態(tài)導熱時的溫度分布曲線，并說明理由。 么叫珠狀凝結？膜狀凝結時熱量傳遞過程的主要阻力在什么地方？

4.寫出Pr數的表達式并說明其物理意義；Pr=1時流動邊界層厚度與溫度邊界層厚度相等的結論適用于何種場合？

5.什么是有效輻射？若黑體的輻射力為Eb、投入輻射為G，試問黑體的有效輻射J為多少？

二、計算題（每題15分，共45分）

1. 有一厚為20mm的大平壁，導熱系數為1.3W/(m·K)。為使每平方米壁面的熱損失不超過1500W，在外表面上覆蓋了一層導熱系數為0.12W/(m·K)的保溫材料。已知復合壁兩側溫度分別為700℃及50℃，試確定此時保溫層的厚度。

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2.一常物性、不可壓縮的流體同時流過內徑分別為d1與d2的兩根直管而被加熱，且d1=2d2。流動與換熱均已處于湍流充分發(fā)展區(qū)域，對流換熱的實驗關聯式為Nu=0.023Re0.8Pr0.4。試確定在下列兩種情況下兩管內平均表面?zhèn)鳠嵯禂档南鄬Υ笮?

(1)流體以同樣的流速流過兩管；

(2)流體以同樣的質量流量流過兩管。

3. 三個表面構成一個封閉系統(tǒng)，其中表面1、2為黑體，且都為平面；表面3為絕熱面。假定兩個黑體表面的面積相等，即A1=A2，溫度分別為T1與T2，試畫出該輻射換熱系統(tǒng)的網絡圖，并導出表面3（絕熱面）的溫度T3的表達式。

3.什么叫膜狀凝結？什http://www.zwdianwu.cn/

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