2023年《工程热力学与传热学》试卷A

《《工程热力学与传热学》A1页〔6页〕河南理工大学2023-2023学年第1学期 7．无内热源的常物性无限高圆筒壁，稳态导热方程 ，其温度分布为〔〕

1dtrdr0《工程热力学与传热学》试卷〔A〕分数16得分〔162分数16得分绝热中空刚性容器内充入抱负气体后，容器内气体的温度比充气前气体的温度〔〕〔A〕上升 〔B〕降低 〔C〕不能确定工质经受了一不行逆的热力循环，则工质熵的变化〔〕〔A〕大于零 〔B〕等于零 〔C〕小于零湿水蒸汽经受一个等温变化过程，则它的焓〔〕〔A〕不变 〔B〕随干度而增大 〔C〕随干度而减小在一个大气压下，100CO50O密度比较〔〕2 2〔A〕前者大 〔B〕两者一样大 〔C〕后者大与对流换热量成正比的是〔〕〔A〕温度 〔B〕温度梯度 〔C〕温差T-S〔〕〔A〕饱和蒸汽线上 〔B〕饱和水线上 和饱和蒸汽线之间

〔A〕 〔B〕 〔C〕8．一热机按某种循环工作，自温度为T1=2023K的热源吸取热量1000KJT2=300K100KJ。则该热机为〔〕分数10得分〔A〕可逆热机〔B〕分数10得分二、填空题〔102分〕抱负气体经一绝热自由膨胀过程至终态，系统内能，〔填增大，减小或不变。A627℃和T的两个热源间，卡诺机B工作在T和27℃的两个热源间。当此两个热机的热效率相等时，T热源的温度为K。冬季取暖，室内温度上升会使人觉得枯燥，此时室内的含湿量将 ，室内相对湿度将 4．物体能全部吸取外来射线，这种物体称为 ，物体的单色黑度不随波长而变化的物体称为 。 9.在一样的流淌和换热壁面条件下，导热系数较大的流体，对流换5．对于实际物体，辐射发射率跟波长有关，还跟 热系数就较小〔 〕和 有关。 10.流体在无扰动状况下纵掠平板，层流边界层中垂直于流淌方向流体的分速度为零〔 〕分数10得分分数10得分101分〕容器中气体的压力没有变化，则安装在容器上的压力表读数也〔〕假设工质的全部状态参数都不随时间变化，则工质就处于平衡〔〕定质量的空气在无摩擦、不导热的气缸和活塞中被渐渐压缩，〔〕卡诺循环是抱负循环，一切循环的热效率都比卡诺循环的热效率低〔 〕1〔〕依据热力学其次定律，功可以全部变为热，而要将热量全部变〔〕压气机承受多级压缩中间冷却的主要目的是为了少消耗压缩功〔 〕沸腾状态的水总是很烫手的〔 〕

四、简答题〔此题共24分，每题6分数24分数24得分写出热传导的傅里叶公式，对流的牛顿换热公式，并写出每一个符号字母的含义和单位。写出灰体总的辐射换热公式，传质的斐克公式，并写出每一个符号字母的含义和单位。试将满足以下要求的抱负气体多变过程表示在图上：工质又膨胀、又降温，表达在p v图上，图上要有定T线和定s线工质又膨胀、又升温，又降压，表达在Tspv方程的无量纲化，就是用无量纲变量替代方程中的有量纲变量，有 关 定 义 如 下 ：

温度分布，以左侧墙面为x=0，右侧墙面x=0.3m〔10分〕℃T=200℃cc=50m/s1T=100℃2u* u ,u

v* v ,u

L/u

, x*x,L

y* ,

pu2(u

uu

vu)p

(2u

2u)，请对动量方程

x y x x2

y2进展替代整理。要求写出过程

c=180m/s2 3．一可逆热机分数40得分五、分析计算题〔40分数40得分一个绝热的燃气涡轮机进出口温度和速度如下图，输出功率为5MW，工质比热c=8.8kJ/kg.℃。求〔1〕单位p质量工质的焓差和动量差△h,△k〔2单位质量工质所输出的功；

在质量一样的热物体和冷物体之间工作。热物体的初温为T，冷物1体的初温为T，两物体始终保持压力不变，且无相变，试求：〔1〕2高温热源T1Q1W高温热源T1Q1W热机Q2低温热源T2如两物体直接接触进展热交换至温度相等，求平衡温示mcdTe〔3〕工质的质量流量〔15分〕

为ds T

，熵的总变化则是从初始温度到最终温度d的积分〔15分〕d如图墙的厚度d=30cm，面积30m2，热传导系数为0.8W/m.oC；左侧空气温度20oC，对流换热系数5W/m2.oC，右侧空气温度0oC，对流换10W/m2.C。求1〕通过该墙面的散热率〔2〕墙内部的一维

tair1 tyL《工程热力学与传热学》A试卷第3页〔共6页〕 yL

tw2tair2h k h《《工程热力学与传热学》A4页〔6页〕1、热传导的傅里叶公式：dTdx

or AdTdx对流换热公式：hTT) or hT)2 、 辐 射 换 热 公 式 ：T44) or T44)2023A参考答案

u*uu

, v*v,u

L/u

, x*x,L

y*y,L

p*

pu2m

D

or

D dcA一、 选择题〔标分标准：每题2分〕 A1．C 2.B 3.B 4.A 5.C 6.A7.A 8.C 3、二、 填空题〔标分标准：每题2分〕1．不变，不变 2. 519.6 3. 不变，削减4. 黑体，灰体 5. 方向，温度三、 推断题〔标分标准：每题1分〕1× 2.× 3.√4.×5.√6.× 7.√ 8.×9.× 10.×四、 问答题〔标分标准：每题6分〕

AB dx

A AB dxT定V线定p线〔1T定V线定p线〔1〕(0)oS

u* uu

u* u2

u 2u*

2u*(

u* v*

)

)L/u

* L x* L

L x*

L2y*2u*

u*

u*

p* 2u* 2u* u*

( )*

uL

y*2u*

u*

u*

p* 1 2u* 2u*或者：

*u*

(Rex*2

)y*2五、 计算题〔共3小题，共40分〕p定S线定T线(0)p定S线定T线(0)(1)ov〔 1 〕 焓 差hc Tp 2 1动

8.8100200880kJ/kg ………3量 差1ke1c2 c21

0.5(1802502)14950J/kg14.95kJ/kg ……2 2 2 1` …2〔2〕

〔2〕依据热力学第肯定律：Q=ΔE+W 对单位质量则：q=Δ〔 1 〕 e+w………1而由于绝热q=0， ………2分从初始点〔0〕——>点(1)，即沿着红线所划区间都满足要求 因此单位质量输出的功为we(hke)88014.95865.05kJ/kg ………2分4. 将 代 入 方 程(u

uu

vu)p

(2u

)

，即为

〔m

W 5000kJ/s 5.78kg/s ……… x y x

y25

w 865.05kJ/kgTS T

e

mclnTe

TS T

e

mclnTe

.........2分2105分

T TT 11

T TT 22〔1〕内空气与内墙间的换热热流量为：QhA(T T ) ………1

所以 lnTelnTe0

SS 01 2TT1 2TT1 2

..........2分1 a1irw1

T T

T T e1 2墙内的热流量：QA w2d

w1 ………1

〔2〕对热机依据热力学第肯定律：Q=ΔE+W ………外墙与外空气间的换热热流量为：Qh2………1

A(Tw2

T )air2

1由于热机工质每次循环都又回到原状态，因此ΔE=0，由于沿着传热方向，热流量是不变的，即上三式中的Q一样，因此

所以………1WQQQ1 2

mc(T1

T)mc(Te 2

T)mc(TT 2 )TTTT12TQ T

T

200 600 888.9W

………3

TT1 d1 1

1 0.3750.1

〔3〕直接接触则平衡温度为T e

1 2 ………12hA kA h1

A 530 0.830 1030………2〔2〕墙内温度是线性的，温度分布为：………1

S

e

T TTmclnemcln1 2

S

e

T TTmclnem