2011大连理工大学热工基础考研年模拟题及答案

2011年全国硕士研究生入学考试自主命题科目模拟试题

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招生专业：

考试科目：841热工基础考试时间：14:00-17:00试题编号：841 2011年全国硕士研究生考试大连理工大学自主命题模拟试题

考场注意事项：

一、考生参加考试必须按时进入考场，按指定座位就坐。将有关身份证件（准考证、身份证）放在桌面左上角，以备查对。

二、闭卷考试，考生进入考场，不得携带任何书刊、笔记、报纸和通讯工具（如手机、寻呼机等），或有存储、编程、查询功能的电子用品（如已携带，必须存放在监考老师指定的地方）。考生只准带必需的文具，如钢笔、圆珠笔、铅笔、橡皮、绘图仪器或根据考试所需携带的用具。能否使用计算器，及开卷考试时允许携带的书籍及用具等由任课教师决定。

三、考生迟到30分钟不得入场，逾时以旷考论；因特殊原因不能参加考试者，必须事前请假，并经研究生部批准，否则作旷考论。考试开始30分钟后才准交卷出场。答卷时，不得中途离场后再行返回。如有特殊原因需离场者，必须经监考教师准许并陪同。答卷一经考生带出考场，即行作废。

四、考生拿到试卷后，应先用钢笔填写好试卷封面各项，特别是学号、姓名、学院名称、课程名称等，不到规定的开考时间，考生不得答题。

五、考试期间，考生应将写好的有答卷文字的一面朝下放置，考生必须按时交卷，交卷时应将试卷、答卷纸和草稿纸整理好，等候监考老师收取，未经许可，不得将试卷、答卷纸和草稿纸带出场外。

六、考生在考场内必须保持安静。提前交卷的考生，应立即离开考场，不得在考场附近逗留。

七、考生答题必须用钢笔或圆珠笔（蓝、黑色）书写，字迹要工整、清楚。答案书写在草稿纸上的一律无效。

八、考生对试题内容有疑问的，不得向监考老师询问。但在试题分发错误或试卷字迹模糊时，可举手询问。

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大连理工大学

2011年硕士研究生入学考试模拟试题（一）

科目代码： 841 科目名称： 热工基础

所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！

一 简答题：（每题10分，共50分） 1．什么是温度边界层 2．什么是非稳态导热 3．什么是凝结换热 4．什么是肋壁总效率

5．用准则方程式计算管内紊流对流换热系数时，为什么对短管需要进行修正(即使用管长修正系数进行修正)。

二． 计算题（10+15+15+20+20+20=100分）

1.一热机在每个循环中从3270C 的高温热源吸收1419Q kJ =的热量和可逆地向270C 的低温热源排热，假设按(1)2209.5Q kJ =；(2)2314.25Q kJ =；(3)2104.75Q kJ =三个数值排热，请用两种方法计算证明，在这三种情况中，哪个是不可逆的、哪个可逆的、哪个是不可能的？并对不可逆循环计算及其不可逆损失，大气环境温度0300T K =

2.空气的温度为300K ，绝热节流后压力由4.5MPa 降为1.5MPa ，试求：

(1)节流造成的空气比熵增加S ∆；(2)节流过程造成空气的熵产g S ；(3)如果天然气由上述参数经过空气透平进行可逆绝热膨胀，压力也降为1.5MPa ，那么每kg 空气将能作出多少功？(4)将节流过程和可逆绝热膨胀过程分别画在T-S 图和p-v 图上(10分)。空气视为定比热理

想气体，0 1.4κ=，287.1/()g R J kg K =

3、某一炉墙内层由耐火砖、外层由红砖组成，厚度分别为200mm 和100mm ，导热系数分别

为0.8W/(m ·K)和0.5W/(m ·K)，炉墙内外侧壁面温度分别为700°C 和50°C ，试计算：(1)该炉墙单位面积的热损失；(2)若以导热系数为0.11W/(m ·K)的保温板代替红砖，其它条件

不变，为了使炉墙单位面积热损失低于1kW/m 2

，至少需要用多厚的保温板。 4、.试计算一空气横掠管束换热的空气预热器的对流换热量。已知管束有N=25排，每排n=12根光管，管外径25mm ，管长1.5m ，叉排形式，横向管间距S 1=50mm,纵向管间距S 2=38mm ，管壁温度120°C ，空气来流速度u f = 4m/s ，空气进口温度20°C ，出口温度40°C 。已知空气物性：

最大流速u max =u f S 1/(S 1－d);推荐关联式：m w f f n f f c Nu )Pr /(Pr Pr Re 36.0=。公式适用条件：N ≥20,光管管束，Pr f =0.7～500，除Pr w 的定性温度为壁温外，其余定性温度为流体在管束中的平均温度。指数m, 对气体m=0，对液体，m=0.25，c 、n 值查下表：

5、一内径为75mm 、壁厚2.5mm 的热水管，管壁材料的导热系数为60W m K /()⋅,管内热水温度为90℃，管外空气温度为20℃。管内外的换热系数分别为5002W m K /()⋅和

352W m K /()⋅。试求该热水管单位长度的散热量。

6、在一逆流式水-水换热器中，管内为热水，进口温度'1t =100℃,出口温度

"

1t

=80℃；管外流过

冷水，进口温度'

2t =20℃，出口温度"

2t =70℃。总换热量Ф=350kW ，共有53根内径为16mm 、壁厚为1mm 的管子，管壁导热系数λ=40W/(m ·K)，管外流体的表面传热系数h 0=1500 W/(m 2

·K)，

管内流体为一个流程。假设管子内、外表面都是洁净的，试确定所需的管子长度。 准则方程：

)2300.(..........)()(86.110.......(....................023.014.03143.08.0〈⋅⋅=〉⋅=e w

f r e u e r e u R L d P R N R P R N 层流）

旺盛湍流ηη