武汉理工大学 工程热力学和传热学往年试卷(含答案)

13、当黑体表面温度为27℃时计算得辐射力。。

A 解得辐射力E01=549W/M2;

B 解得辐射力E01=954W/M2;

C 解得辐射力E01=459W/M2 ;

D 解得辐射力E01=659W/M2。

14、换热器加肋片的作用是。

A 增大对流换热系数α以增强传热；

B 增大面积A以增强传热；

C 增大黑度ε以增强传热；

D 增大温差⊿t以增强传热。

15、Re的物理意义是。

二、简答题（每题5分，共30分）

1、对刚性容器中的空气缓慢加热，使其从50℃升温到100℃，请判断该过程是否可逆，并扼要说明原因。

2、有一台可逆机经历了定容加热1→2、等熵膨胀2→3和等压放热3→1之后完

成一个循环。设工质为理想气体，其等熵指数为k，循环点的温度T

1、T

2

和T

3

已

知，试在P-V图和T-S图上表示出该循环，并写出循环的热效率计算式。

3、用喷水方式冷却湿空气，能否把此湿空气的温度降至原先湿空气状态下的露点温度，为什么？

4、用平底铝锅烧水，铝锅厚1mm，导热系数为200 W/（m·k），如果锅底结了厚为0.1mm的水垢，水垢的导热系数为2 W/（m·k），且锅两边的温差不变，那么有水垢和无水垢的导热量之比为多少？

5、对管内强制对流换热，为何采用弯管可以强化流体的换热？

6、地球和火星同太阳的距离相差不大，但为什么火星表面温度昼夜变化却比地球大得多？

三、计算题（每题10分，共40分）

1、空气在压缩机中被压缩。压缩前空气的参数是p

1=0.1Mpa,u

1

=0.845m3/kg, 压

缩后空气的参数是p

2=0.8Mpa,u

2

=0.175m3/kg。设在压缩过程中，1kg空气的热力

学能增加146kJ，同时向外放出热量50kJ,压缩机每分钟生产压缩空气10kg。求

①压缩过程中对1kg气体所作的功；

②每生产1kg的压缩气体所需的功；

③带动此压缩机的电动机的功率。

2、温度为800k，压力为5.5Mpa的燃气进入燃气轮机，在燃气轮机内绝热膨胀后流出燃气轮机。①在燃气轮机出口处检测废气的压力和温度，现在有两组值：一组压力为1.0Mpa，温度为485k，另一组压力为0.7Mpa，温度为495k，试判断这两组值谁是正确的？②此过程是否可逆？（燃气的性质按空气处理，Cp=1.004kJ/kg·k,Rg=0.287kJ/kg·k,环境温度T

=300k）

3、有一平底铝制水壶，壶底直径24cm，铝底厚2mm，内装20℃的水，置于电炉上。已知：铝的导热系数210 W/（m·k），传热量Q=388W，壶内壁对水的换热系

数465W/（m 2·k ）。问：快速把壶从电炉上取下，并立即用手贴在壶底上，能否把手烫坏(即求壶底温度)？

4、在换热器中，重油从300℃被冷却到200℃，而石油从25℃ 被加热到175℃。如果换热器设计成（1）顺流式：（2）逆流式，并假定这两种情况的传热系数和所传递的热量完全一样，试确定换热器的对数平均温差，并比较逆流方式与顺流方式的经济性。（提示：比较所需的换热面积。）

武汉理工大学教务处

试题标准答案及评分标准用纸

课程名称 ：工程热力学和传热学 （A 卷）

一、选择题、填空题（每题2分，共30分,）

１C 2 A 3D 4C 5B 6A 7 29℃，16℃ 8升高压缩 9流量大，气体能无间歇地连续流进流出 10定压预热阶段 11C 12D 13C 14B 15惯性力与粘性力之比

二、简答题（每题5分，共30分）

1．答：可以是可逆的，也可以是不可逆的，取决于热源温度与空气温度是否随时相等或随时保持无限小的温差。

2．答：

3．答：不能。因为喷水冷却湿空气的过程近似一定焓过程，由焓湿图上可知，此时处理后湿空气的温度永远大于原先状态下的露点温度。

4．答： ()

()()

1

2131121

3112

1T T T T k T T V C T T p C q q t

---

=---

=-=η11

/1//////,/=+===∆∆=q q Rd R R R q q ，

t R t q d d

d d d 代入计算得而故不变由于λδλδλδ

5．答：流体流经弯管时，由于离心力作用，在横截面上产生二次环流，增加了扰动，从而强化了换热。

6．答：由于地球表面有大气层（主要成分为co2和水蒸气），白天大气层会吸收一部分来自太阳的辐射能量，而在夜间，因天空温度比太空温度（接近于绝对零度）高得多，由于大气层的辐射作用，故地球表面温度昼夜温差较小。

三、计算题（每题10分，共40分）

1.解：①

②

③2.解：①

kg

kJ

u

q

，

/

196

146

50-

=

-

-

=

∆

-

=

ω

由闭口系能量方程得

系

取气缸中的气体为热力

()

()

kg

kJ

pu

u

q

h

q

，

t

/

5.

251

845

.0

10

1.0

175

.0

10

8.0

146

503

3

-

=

⨯

⨯

-

⨯

⨯

-

-

-

=

∆

-

∆

-

=

∆

-

=

ω

由开口系能量方程得

的气体为热力系

取气缸进出口和气缸中

()

。

S

，

k

kg

J

P

P

Rg

T

T

c

s

S

，

g

p

g

故该组数据不正确

因为一切过程

显然这是不可能的

则过程的熵产为

若出口状态是第一组值

,0

20

.

13

5.5

1

ln

287

800

485

ln

1004

ln

ln

1

2

1

2

≥

∆

〈

⋅

-

=

-

=

-

⋅

=

∆

=

∆

kw

w

q

P

t

m

9.

41

5.

251

60

10

=

⨯

=

⋅

=

电动机的功率