武汉理工大学能动学院《工程热力学和传热学》试卷

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：
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co 2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
③
2.解：①
②
3.解：
4.解：
可见，逆流布置时△t m 比顺流时大44%，即在相同的条件下，只要将顺流改成逆流布置，就可以减
少44%的换热面积。

()
()()
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λδλδλδkg
kJ u q ，/19614650-=--=∆-=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 /5.251845.0101.0175.0108.01465033-=⨯⨯-⨯⨯---=∆-∆-=∆-=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,0020.135
.51
ln 287800485ln
1004ln ln
1
212≥∆〈⋅-=-=-⋅=∆=∆kw w q P t m 9.415.25160
10
=⨯=⋅=电动机的功率()。

，Sg 。

k kg J
P P
Rg T T c S ，p g 的绝热膨胀过程是不可逆故工质在燃气轮机内的因为故第二组数据是正确的则过程的熵产
若出口状态是第二组值
00
7.1095
.57.0ln 287800495ln 1004ln ln 1/
2
1/
2〉∆〉⋅=-=-=∆()()
C t A Q t t t t A Q t t A Q ，t t f f 53.38212/,1122121=⎪
⎭⎫
⎝⎛++=-=-=代入数据计算得联立求得
根据内壁温度为设壶底外壁温度为λδδλC m t c t C t ， 2.10425/275ln 2527525175200min ,27525300max =-=∆=-=∆=-=∆顺流时C m
t c
t C t ， 1502125175125175300min ,17525200max =+=∆=-=∆=-=∆逆流时
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 （B 卷）
一、选择、填空题（每题2分，共30分,）B 卷
1.D 2 .C 3.A 4.C 5.D 6.A 7.增大，减少 8.B 9.定压过程 10.绝热压缩、定压加热、绝热膨胀、定容放热 11.B 1
2.A 1
3.D 1
4.D 1
5.无量纲换热系数
二、简答题（每题5分，共30分）
1.答:室内温度会逐渐升高。

取房间为系统，根据热力学第一定律W U Q +∆=，因为房间绝热，Q=0，所以热力学第一定律可表示为 0=+∆W U ，即系统的内能改变量和系统与外界交换的功量之和为零，由于冰箱在工作消耗电能，即系统消耗外功，根据热力学规定，此时W<0，由热力学第一定律可知，0>∆U ，即系统的内能增加，也就是房间内空气的内能增加。

空气可视为理想气体，其内能是温度的单值函数。

内能增加温度也增加，故室内温度会升高。

2、答：作用①可省功；②降低排气温度；③有利于提高容积效率，增加产生量。

对于叶轮式压气机同样有意义，也可以省功和降低排气温度。

3、答：错。

工质熵的变化包括熵流和熵产两部分，熵流可正、可负、也可为零，熵产总是大于或等于零，当工质放热引起的熵流大于因过程的不可逆引起的熵产时，则工质熵减少。

如果加上“孤立系统”的限制就对了。

4、答:平壁导热量 圆管导热量
所以圆管壁的导热量大。

5、答：采用短管，流体在管内换热处于入口段温度边界层较薄，因而换热较强，即所谓的“入口效应”。

6、答：
三、计算题（每题10
分，共40分） 1.
K
p p
T T p p
T T s
m T T R w s m p p RT w P P g g b 6.70625
.0273700)
()
( 817)(1
2 817 25.012731004.28913.13.12 )(112 25.08
.02
.0
3
.11
3.111
2121
1
212213.11
3.11
1
21122
＝）＝（其中：另一法：＝）（对缩放喷管：解：-----⨯+=→==--=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-+⨯-=⎥
⎦
⎤
⎢⎣⎡--===κ
κκ
κκκκκκκ
2、
8
.13)14
.052.5()( 5.520.14)273
50273650()()(4
.111
12211
4.14
.1111221
1
212====⨯++==→=---κκκκ
κp p v v Mp p T T p p p T T a
数之间的关系式可得：
，则利用初、终状态参解：注意到是绝热过程
3.
l
d S t
Q 11λπ∆
=1
2
2121d d n
l
t Q πλ∆
=
1
2)21ln(ln 211
1
1
1
22
1
<+=
=d d d d d Q Q δδδ
)
/(56381
112212
12,1m w E E g b b =-+-=
εε
w
Q k m W N u 6.17 )50100(1.02.06.17 )t -A(tw )/(6.172
.00299
.09.117
9.117P 0.664R N 22
1r 21e u =-⨯⨯⨯=∞==⨯=
=
==αιλ
α解：
4、
解：逆流时，
C
n t t n
t t t win
wax
win
wax m
︒=-=-=
∆∆∆∆∆8.4440
50140501,
402060 ,5050100 win wax C t C t ︒=︒-︒=︒=︒-︒=∆∆。