实用热工基础考试资料

在一容积为30m3容器中，空气温度为20℃，压力为0.1Mpa，空气的R=286.845J/（kg.K），求容器内储存多少千克的空气？

解：pV=mRT

m=35.69（kg）

什么叫绝对压力、表压力？两者有何关系？

工质的真实压力称为绝对压力，用符号P表示，它以完全真空为基础计量。工质的绝对压力超过大气压力的值为表压力，用符号P g表示，它以大气压力为基准计量，且高于大气压力。表压力可以通过压力表测出。如果大气压力用符号P amb表示，则绝对压力与表压力的关系为P=P amb+P g。

何谓热量？热量的单位是什么？

依靠温差而传递的热量称为传热量，简称热量。热量的单位是焦耳（J）。

凝汽器真空表的读数为97.09kPa，大气压力计读数为101.7kPa，求凝汽器内工质的绝对压力。

解：P=P amb-P V=4.61（kPa）

热力学第一定律的实质是什么？它说明什么问题？

热力学第一定律的实质：热力学第一定律是能量转换与守衡定律在热力学种具体应用。它说明了热能与机械能互相转换的可能性以及在转换过程中各能量的数量守衡关系。

热力学第二定律说明什么问题？如何叙述？

热力学第二定律说明了热力过程进行的方向、条件和限度等问题。它有以下两种说法：①热量不可能自发的、不付代价的从低温物体传向高温物体。②不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转变为功，而不留下其他任何变化的循环热力发动机。

一台热机按卡诺循环工作，分别在温度t1=25℃、t’1=300℃、t’’1=600℃的高温热源和温度t2=25℃的冷源工作，球循环热效率。

解：ηt,c=（1-T1/T2）×100%

ηt,c=0 η’t,c=47.99% η’’t,c=65.86%

水蒸气T-s图中一点、二线、三区的含义分别是什么？

一点即临界点；二线即饱和水状态曲线和干饱和蒸汽状态曲线；三区即未饱和水区、湿饱和蒸汽区、过热蒸汽区。

什么是干度？什么是湿度？

干度是指一定量的湿蒸汽中所含干饱和蒸汽的质量与湿蒸汽总质量之比。湿度是指一定量的湿蒸汽中所含饱和水的质量与湿蒸汽总质量之比。

什么是喷管？什么是扩压

管？

凡是用来使流体降压增速

的短管都称为喷管。使气流速度

降低，压力升高的短管称为扩压

管。

工程中常用的喷管有哪几

种？各有什么特点？

工程中常用的喷管为减缩

喷管和缩放喷管。减缩喷管的特

点是流道截面沿流动方向逐渐

减小，喷管出口流道截面最小，

减缩喷管只能获得亚声速或者

等声速气流；缩放喷管的特点是

流道截面积先收缩后再扩大，缩

放喷管能获得超音速气流，在缩

放喷管的渐缩与渐扩部分的连

接处（即喷管的最小截面处）气

流的速度为等声速。

什么叫绝热节流？

工质在管内流动时，中途遇

到通道截面突然缩小（如孔板、

阀门等部件），由于局部阻力使

工质压力降低的现象称为节流。

若节流过程中工质和外界不发

生热量交换，称为绝热节流。

定压下水蒸气的形成过程

分为哪三个阶段？每个阶段所

吸收的热量分别叫什么热量？

①饱和水的定压预热阶段，

即从任意温度的未饱和水定压

加热到饱和水，所加入的热量叫

液体热或预热热。②饱和水的定

压定温汽化阶段，即从饱和水定

压加热成干饱和蒸汽，所加入的

热量叫汽化热。③干蒸汽的定压

过热阶段，即从干饱和蒸汽定压

加热到任意温度的过热蒸汽，所

加入的热量叫过热热。

节流前后蒸汽的状态参数

如何变化？节流在热力过程中

有哪些应用？

节流前后蒸汽状态参数的

变化为：压力和温度降低，熵和

比体积增加，焓不变；过热蒸汽

发生节流后，温度降低，但过热

度增加；湿蒸汽绝热节流后，除

靠近临界点的上界线下面一小

块区域的干度减小外，大多数情

况下的干度均增加，可以变为干

蒸汽，进一步节流后甚至会变为

过热蒸汽。

节流在热力过程中的用途

有：①利用节流减少汽轮机气封

中蒸汽的泄漏量；②利用节流来

测量工质流量；③利用节流调节

汽轮机功率等。

朗肯循环由哪些热力过程

组成的？

朗肯循环由下述四个热力

过程组成：工质在锅炉中的定压

吸热过程；工质在汽轮机中的绝

热膨胀过程；工质在凝汽器中的

定压定温放热凝结过程；工质在

水泵中的绝热压缩过程。

为提高朗肯循环的热效率，

主要采用哪几种热力循环方

式？

为提高循环热效率，主要在

朗肯循环的基础上采用给水回

热循环或蒸汽中间再热循环（再

热压力选择适当时）。

提高朗肯循环热效率的途

径有哪些？

提高朗肯循环热效率的途

径有：①提高过热器出口蒸汽压

力与蒸汽温度；②降低汽轮机排

气压力；③采用中间再热、给水

回热循环；④尽量减少循环中各

种能量的损失。

为什么回热循环比同参数

的朗肯循环热效率高？

由于利用了抽气来加热给

水，使给水温度升高，在锅炉中

的吸热量减少，提高了吸热过程

的平均温度，减少了由于较大传

热带来的损失；而且抽气不进入

凝汽器，减少了冷源损失。所以

回热循环的热效率比同参数朗

肯循环高。

什么叫热电合供循环？

热电合供循环就是一方面

生产电能，一方面将做过功的汽

轮机排气或中间抽气供给热用

户，使能量得到充分利用的一种

综合循环方式。这种既供电又供

热的蒸汽动力装置循环，称为热

电合供循环。

为什么采用热电合供循环

能提高经济性？

采用热电合供循环把汽轮

机排气或中间抽气直接或间接

地应用于生产或生活中，这部分

蒸汽的热量被充分利用。这部分

蒸汽不进入凝汽器放热，是冷源

损失减少，提高了热能的利用程

度，所以，循环的经济性提高了。

一炉墙，厚度为δ=370mm，

墙内表面温度t1=1530℃，墙外

表面温度t2=420℃。若炉墙的导

热率为λ=0.8（1+0.0009t平均）

W/（m.K），试求出通过炉墙每

平方米面积的散热量。

解：先计算平均温度为：t

平均=975℃

炉墙导热率为λ

=1.502W/(m.K)

热流密度为φ=(t1-t2)/(δ/

λ)=4440(W/m2)

影响对流换热系数的因素

（Φ=αc Aδt）

(1)流体的种类和性质，例如

液体的对流换热系数高于

气体，而水是液体中较高

的，因此工质常用水；

(2)流体流动发生的原因，强

迫的对流的换热系数大于

自然对流的；

(3)流体流动的状态，紊流状

态的换热系数大于层流状

态的；

(4)流体有无相态的变化，液

体汽化时大大提高对流换

热系数；

(5)壁面的几何因素，换热面

的大小、几何形状、光洁度

及壁面间相对位置等。

热流体通过固体壁面将热

量传给冷流体的过程称为传热

过程。

如何强化传热，并举例说

明。

(1)提高传热系数：①当局部

热阻相差不多时，要提高传

热系数，可设法减少传热过

程中各局部热阻；②当局部

热阻相差较多时，首相设法

减小最大的局部热阻，将会

更加有效地提高传热系数。

(2)增大传热面积，可在热阻

较大的气侧加装肋片，从而

有效强化传热。

(3)增大传热温差。

换热器的分类：表面式；混

合式；蓄热式（或回热式）。

有一台加热器，热流体进出

口温度分别为120、80℃，冷流

体进出口温度分别为20、70℃，

试分别计算顺流和逆流时的对

数平均温差。

解：(1)顺流时：Δ

t max=120-20=100(℃),Δ

t min=80-70=10(℃)。则对数温差为

Δt平均=(Δt max-Δt min)/[ln(Δ

t max/Δt min)]=39.8(℃).

(2)逆流时：Δ

t max=80-20=60(℃),Δ

t min=120-70=50(℃)。则对数温差

为Δt平均=(Δt max-Δt min)/[ln(Δ

t max/Δt min)]=54.83(℃)。