工程热力学与传热学：2008-2009 期末C

1、中国石油大学（北京）2008-2009学年度第1学期储运2006工程热力学与传热学期末试卷C卷（闭卷）姓名： 班级： 学号： 工程热力学传热学总分题号一二四五得分All the answers be written on the answer sheetThermodynamics一. PROBLEMS ( 30 points for total )1 Consider a well insulated rigid tank that is divided into two compartments by a partition. Initially, one side holds air,

2、while the other side is evacuated. The partition Is now removed, and the air fills the entire tank. Analysis: (1) the change of internal energy of the air(2) Is the work done by air? （8 points）2 What are the first perpetual motion machine and the second perpetual motion machine, which law do they vi

3、olate? （8points）3 Consider an ideal gas experiences respectively a reversible adiabatic expansion process and an irreversible adiabatic expansion process from the same initial state to the same final pressure. For which case is the final entropy greater? Why? （6points）4 According to the T-s figure o

4、f an ideal rankle cycle（朗肯循环）, describe the thermal processes involved in the cycle. Write the expression of thermal efficiency. and analysis how to increase the thermal efficiency of the cycle.（8 points）二. CALCULATION（20 points for total）1. Air is adiabatic compressed in compressor from the initial

5、 state 0.1MPa, 15 to the final state 0.5MPa. If the final temperature is (1)150；(2) 217.separately, determine(1) Is the compression process feasible? (2) Is it reversible?Assume Rg=0.287 kJ/(kg.K), Cp=1.005 kJ/(kg.K). Heat Transfer三. PROBLEMS ( 30 points for total )1 Describe the expressions (1) Hea

6、t conduction differential equation; (2) Fouriers law; (3) The surface resistance to radiation（表面辐射热阻）;(4) The space resistance to radiation（空间辐射热阻）.（6 points）2 Write the definitions and meanings of Nu, Re, Pr.（6 points）3 Describe the main contents of Similarity principle（相似原理）.（6 points）4 Analysis t

7、he influence factors of convection heat transfer. （6 points）5 The figure shows a ideal gray diffuse surface.Try to write the radiation energy involved with the surface. Write the expressions of radiosity（有效辐射） and net radiation heat transfer（净辐射热流）for the surface. （6 points）四. CALCULATION（20 points

8、for total）A steel tube =15W/(m.) of outside diameter 7.6cm and thickness 1.3cm is covered with an insulation material =0.2W/(m.) of thickness 2cm. A hot gas at 320 with a heat transfer coefficient of 200 W/(m2.K) flows inside the tube. The outer surface of the insulation is exposed to cooler air at

9、20 with a heat transfer coefficient of 50 W/(m2.K) Calculate (1) the heat loss from the tube to the air for a 5-m length of the tube.(2) the temp drops due to the thermal resistances of the hot gas flow, the steel tube, the insulation layer, and the outside air.模拟试题1工程热力学一. 判断对错（每题1分，共9分）1. 孤立系统一定是绝

10、热的，反之则不然。2. 在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功pv两部分组成。3. 理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程。4. 封闭热力系统发生放热过程，系统的熵必然减少。5. 对于确定的理想气体，其定压比热容与定容比热容之比cp/cv的大小与气体的温度无关.6. 知道了温度和压力，就可确定水蒸气的状态.7. 蒸汽再热循环的主要目的是为了提高汽轮机的排汽干度.8. 循环的净功（w0）越大，则循环的热效率越高。9. 相对湿度j=0时，则空气中没有水蒸汽；相对湿度j=1时，则空气中全部都是水蒸汽。二. 选择题（每题1分，共 7分）1. 判断后选择正确答案（ ）a: 无约束的自由膨胀过程是

11、可逆过程； b: 混合过程是一不可逆过程；c: 准静态过程即是可逆过程。2. 气体在某一过程中吸入热量100kJ，同时热力学能增加150kJ，则该过程为（ ）。a: 膨胀过程； b: 压缩过程； c: 定容过程。3. 可逆定压过程中，系统的（ ）a: 焓不变； b: 热力学能不变； c: 技术功为零。4. 工质经历了一个不可逆循环，则工质熵的变化（ ）。a: 大于零； b: 等于零； c: 小于零。5. 判断后选择正确答案（ ）a: 孤立系统的熵增越大，说明过程的不可逆性越严重； b: 系统的熵只能增加不能减少；c: 绝热过程的熵变一定为零。6. 道尔顿分压力定律适用于（ ）a: 理想气体；

12、b: 非理想气体； c: 所有气体。7. 干饱和蒸汽被定熵压缩，将会变为（ ）a: 饱和水； b: 湿蒸汽； c: 过热蒸汽。三. 回答问题（每题5分，共30分）1. 写出下列公式中各步的适用条件：q = h + w t = h 12 v d p = c pT 12 v d p 2. 试将满足以下要求的理想气体多变过程在p-v 图和T-s图上表示出来：（1） 理想气体的定温，定压，定容和定熵过程；（2） 工质又放热，又降温，又升压的多变过程。3. 回答并比较以下经济性能参数：正向循环的热效率，逆向循环：制冷循环的制冷系数，热泵循环的供热系数。4. 什么是第一类永动机，第二类永动机，两者有何关系

13、5. 工质由初态经过一不可逆绝热过程膨胀到终态，问能否通过一个绝热过程使工质回到初态，为什么？6. 何谓湿空气的露点温度，说明将未饱和湿空气转变为饱和湿空气的方法。四. 计算题（共44分）1. 空气在膨胀透平中由p1=0.6Mpa, T1=900K，可逆绝热膨胀到p2=0.1Mpa，设比热容为定值，k=1.4，Rg=287J/(kg. K)， 试求（1） 膨胀终了时，空气的温度；（2） 过程中热力学能，焓和熵的变化；（3） 过程中空气和外界交换的热量和功量。（15分）2. 有一个循环装置，工作在1000K的高温热源和400K的低温热源之间，若与高温热源换热2600kJ，与低温热源换热500kJ。试判断该装置能否成为热机？能否成为制冷机？（12分）3. 某蒸汽动力装置采用一次再热循环（如图），汽轮机入口压力为17Mpa, 温度为540C，膨胀到4Mpa时进行再热，再热器出口温度为540C，排汽压力为