1、西南交通大学热工基础期末试卷 2 参考答案课程代码 2030600 课程名称 热工基础 考试时间 120 分钟 题号 一 二 三 四 总成绩得分阅卷教师签字： 一、判断题（每题 1 分，共 20 分）：1. 表压力和真空度都不能作为状态参数。 （ ）2. 只有可逆过程 p-v 图上过程线下的面积表示该过程与外界交换的容积功。 （ ）3. 对可逆与不可逆绝热过程，都有 w = u 和 wt = h，说明可逆和不可逆绝热过程的功量相等。 （ ）4. 气体常数与气体的种类及所处的状态无关。 （ ）5. 在相同恒温热源间工作的所有可逆循环的热效率都相等。 （ ）6. 系统熵增大的过程必为吸热过程。 （
2、 ）7. 可逆绝热过程熵变为零。 （ ）8. 熵产是否为零是判断过程是否可逆的判据。 （ ）9. 蒸气的压力越大，对应的饱和温度越高。 （ ）10. 在湿蒸气区，定压线与定温线重合。 （ ）班 级 学 号 姓 名 密封装订线 密封装订线 密封装订线11. 若湿空气中水蒸气的分压力不变，当温度升高时，其相对湿度降低。 （ ）12. 气体流经缩放喷管，其出口截面的压力恒等于背压。 （ ）13. 活塞式压气机的余隙容积越大，产气量越少，但单位工质的理论耗功量不变。 （ ）14. 增大内燃机的压缩比有利于提高循环的热效率。 （ ）15. 热流线不一定总与等温线垂直相交。 （ ）16. 雷诺数表示流体的
3、惯性力和粘性力的比值。 （ ）17. 两物体辐射换热时，只是高温物体向低温物体放热。 （ ）18. 一定温度下，黑体的辐射力最大。 （ ）19. 在两个辐射换热表面间插入遮热板，原来两表面间的辐射换热量减少。 （ ）20. 在管径较小的情况下，需要考虑临界热绝缘直径的问题。 （ ）二、选择题（每题 2 分，共 20 分）：1、开口系统是指 D 的热力系统。 A、具有活动边界 B、与外界有功量交换C、与外界有热量交换 D、与外界有物质交换2、系统中工质的真实压力是指 D 。 A、p g B、p b C、p v D、p b + pg 或 pb pv3、在相同的温度变化区间内，理想气体定容过程焓的变
4、化量与定压过程相比 B 。A、较大； B、大小相等； C、较小； D、大或小不确定4、理想气体的 C 是两个相互独立的状态参数。A、温度与热力学能 B、温度与焓 C、温度与熵 D、热力学能与焓5、如果热机从热源吸热 100 kJ，对外做功 100 kJ，则 B 。A、违反热力学第一定律 B、违反热力学第二定律 C、不违反第一、第二定律 D、A 和 B6、系统经历一个不可逆绝热过程后，其熵变化 A 。 A、必定增加 B、必定减少 C、保持不变 D、可能增加、减少或不变7、空气流在定熵滞止后 C 。A、温度升高、压力降低 B、温度降低、压力升高 C、温度、压力均升高； D、温度、压力均降低8、柴油
5、机混合加热循环，若要提高其热效率，应在一定范围内适当采用措施 B 。A、增加压缩比，减小升压比和预胀比 B、增加压缩比和升压比，减小预胀比C、增加升压比，减小压缩比和预胀比 D、增加压缩比和预胀比，减小升压比9、集总参数法的适用条件是：Bi 0.1（或 BiV 0.1M ） ，意味着 C 。A、该物体的体积很小 B、该物体的导热系数很大C、该物体表面的对流换热热阻远大于内部的导热热阻D、该物体表面的对流换热热阻远小于内部的导热热阻10、削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，遮热板的表面发射率（黑度）越大，削弱辐射换热的效果 B 。A、越好 B、越差 C、没有影响 D、视遮热板的表面温度而定三、简答
6、题（每题 5 分，共 20 分）：1、压力 p1=0.3MPa、温度 t1=24的空气，经喷管射入压力为 0.1 MPa 的大气中，问应采用何种喷管？ 答：对于空气 ，临界压力比 =0.5284.由题意知：入口处 cf1 很小， 可认为 MPa3.01pMPa1.0bp 528.031bp 应选择缩放型喷管。2、对流换热计算中，定型尺寸是对对换热过程有明显影响或起主要作用的尺寸。试写出矩形槽道（设槽宽为 B、流体深度为 H）的当量直径计算式。 解：矩形槽道当量直径计算公式：de=4A/U = 4BH/（2H+B ）3、写出冷热流体通过单层平壁传热时单位面积传热量 q 的计算式。解：单层平壁传热
7、系数： k12rh单层平壁传热时单位面积传热量： f1f2f1f2f1f2k12()()()ttqktrh4、用比较法测得某一表面在 800K 时的辐射力恰等于黑体 400K 时的辐射力，试求该表面的黑度。解：黑体的辐射力： ，灰体的辐射力：4bTE4bTE由题意，有 241b该表面的黑度： 0625.80442T四、计算题（共 40 分）：1、有 5g 氩气，经历一热力学能不变的过程，初始状态 p1=6.0105 Pa，T 1=600K，膨胀终了的容积 V2=3V1，氩气可作为理想气体。已知氩气的 Rg=0.208 kJ/(kgK)，c p=0.523 kJ/(kgK)，求：（1）终了状态的
8、温度 T2、压力 p2；（2）过程中系统热力学能、焓和熵的变化量。（13 分） 解：（1）由题意：U = 0 T2 = T1 = 600 K 由理想气体气体状态方程， 有：Pa10.233 5121221 pTVpTVp（2） 理想气体热力学能和焓都是温度的单值函数，T 2 = T1 U = H = 0 J/K1426.kJ/10426. 3ln208.5.lnln312g2g pmRVsmS2、将初始温度为 80的紫铜棒（直径为 0.08 m、长 0.2m）突然置于 20的气流中，5 分钟后紫铜棒的表面温度降到 34。已知紫铜的密度为 8954kg/m3，比热容为 383.1 kJ/(kg)
9、，导热系数 =386W/ (m)。试求紫铜棒表面的对流换热系数（注意：紫铜棒为有限长圆柱体）。（13 分）已知： ； ； ； ； ；m08.d2.l80t20ft s3065； ； ；34t 3kg/954)J/(kg1.c )W/(m38求：对流换热系数 h解：设本题满足集总参数法使用条件，由集总参数法公式，有f0lntAcVh（m）6014.2.2Rl)W/(35.70834ln6051.3894 2h校核 Bi： 1.08.6.5.27hBi可以用集总参数法，上述计算有效。3、用热电偶温度计测得管内烟气的温度为 500，管内壁温度为 450。若热电偶表面与烟气的对流换热系数 h=50W/
10、(m2)，热电偶表面的发射率为 0.8，试求烟气的真实温度。并提出减少测量误差的措施。 （14 分）已知：t 1 = 500，t w = 450, h=50 W/（m 2.） ， 1= 0.8求：t f = ？解：本题可由热平衡法求解。 热电偶与管内壁之间为热辐射： A1A2 )(4w1bT热电偶与烟气之间对流换热： )(1f12ThA在稳态下： 21 02.576K.849)(w4b1f ThT为减少测量误差，可采取以下措施： 减少 1（采用磨光 热电偶表面的方法，但往往由于生锈和污染而降低效果） ； 提高接点处的 h 值（可采用抽气装置来加大流速） ； 管外敷以绝热层，使 Tw； 加设遮热罩（遮热罩两端是空的，烟气能与接点接触） 。
