20101206武汉理工大学《工程热力学和传热学》试卷(B)

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………… 评卷密封线 ……………… 密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理 ……………… 评卷密封线 ………… 武汉理工大学考试试卷(B) 2010 ~2011 学年 1 学期 工程热力学和传热学 时间120分钟

一、选择题

(本题10分，每小题2分) 1、绝热刚性容器，用隔板分成两部分，左边贮有理想气体，右边为真空。抽去隔板后，气体立即充满整个容器，此时气体的温度将 A 升高 B 降低 C 不变 D 无法判断 2、活塞式内燃机定容加热、混合加热、定压加热三个理想循环在压缩比和吸热量相同的条件下，其热效率 A 定容加热大 B 定压加热大 C 混合加热大 D 一样大 3、湿空气的相对湿度为0时，该湿空气是 A 干空气 B 水蒸气 C 饱和空气 D 未饱和空气 4、平壁和圆管壁材料相同，厚度相同，且圆管内表面积等于平壁表面积，在两侧表面温度相同条件下，其导热量 A 圆管壁大 B 平壁大 C 一样大 D 无法判断 5、当外径为d 2的管道采取保温措施时，应当选用临界热绝缘直径d cr 为（ ）的材料。 A d 2 ＞d cr B d 2 = d cr C d 2 ＜d cr D d cr ＜ 0 二、填空题(本题20分，每小题5分) 1 某热工系统在完成一个循环中有四处进行了热量的传递，且在四处分别作了功。已知 Q 1 =940KJ ，Q 2 =85KJ ，Q 3 =-1200KJ ，Q 4 =150KJ ，其中在三处所作的功W 1 =50KJ ，W 2 =40KJ ，W 3 =75KJ ，则在第四处所做的功为（ ）。 2 某蒸汽动力厂输出功率为55000KW ，全厂耗煤为19.5吨/小时，已知煤的发热量为30×103kJ/kg ，该厂的热效率为（ ）。 3 混合气体由N 2和CO 2组成，已知N 2的质量成分为0.72，则混合气体的R=（ ）和M=（ ）。 4 在某润滑油冷却器中，润滑油从50℃被冷却到40℃，而冷却水则从30℃被加热到35℃。如果冷却器被设计成顺流式，其对数平均温差为（ ）。

三、简答题(本题25分，每小题5分)

1、对刚性容器中的空气缓慢加热，使其从50℃升温到120℃。判断此过程是否可逆？

并说明理由。

2、1 kmol某理想气体温度为300K

，压力为1.0Mpa，绝热膨胀到一个真空容器内，气

体终了压力为0.1Mpa。试证明此自由膨胀过程是不可逆的。

3、理想气体进行了某多变过程，其过程特征是工质压力升高，温度升高但对外放热。

试在P～V图上表达此过程。

4、流体在管内流动时长管与短管比较，哪个平均换热系数大？为什么？

5、钢锭在炉中被加热，随着温度升高，其颜色为何发生由黑→暗红→红→橙黄→白等

变化?

四、计算题(本题45分，每小题15分)

1、空气由输送管送来，管端接一出口面积A2 =10cm2的渐缩喷管，空气在喷管之前的压

力P1 =2.5Mpa，t1 =80℃，求空气经喷管后射出速度和流量。已知喷管的背压力P b=1Mpa,空气R=0.287kJ/kg·k，临界压力比为0.528，K=1.4。

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……… 评卷密封线 ……………… 密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理 ……………… 评卷密封线 ………… 2、一台二级活塞式压缩机的转速为300r/min ，每小时吸入的空气体积V 1=800m3，压力P 1=0.1Mpa ,温度t 1 =27℃,压缩后的压力P 3 =3Mpa ，压缩过程的多变指数n=1.3，两气缸的增压比相同，经第一级压缩后，空气经中间冷却器冷却到27℃后再进入第二级压缩机。试求（1）空气在低压缸中被压缩后的压力P 2和终温t 2；（2）压缩机每小时所消耗的功和放出的热量，(包括在中间冷却器中所放出的热量，已知空气的C p =1.004kJ/kg ·K, R=0.287kJ/kg ·K,K=1.4) 3、两块平行放置的平板,其表面黑度均为0.8,温度分别为t 1 =327℃及t 2 =27℃，板间距离远小于板的尺寸。试计算：板1的本身辐射、反射辐射以及对板1的投射辐射。