重庆大学2001年传热学及工程热力学考研真题

重庆大学2001硕士研究生入学考试试题考试科目：传热学及工程热力学

专业：供热、供燃气、通风及空调工程

请考生注意：答题一律答在答题纸或答题的试卷册上，答在试卷上按零分计

传热学（50分）

1、解释辐射强度I和辐射力E的物理意义，对漫辐射表面，写出E和I之间的

关系式。（6分）

2、两块壁温均恒定为t w的竖直平壁a和b放置在空气温度为t f的环境中，已知

t w>t f，两壁表面自然对流流态均为层流，但a壁高度等于b壁高度的2倍，求自然对流换热系数的比值αa、αb，分析αa和αb不同的原因。（8分）

3、一厚为δ、导热系数为λ的大平壁，壁内具有均匀内热源q v，壁两侧温度分

（1）、

别维持t w1和t w2。取坐标如图，试：

建立这一导热问题完整的数学描述

（即写出微分方程式和必要的单值性

条件）；（2）推导出温度分布表达式；

（3）若δ= 0.45m，q v = 200w/m3，λ=

0.96w/(m·℃)，t w1 = 36℃，t w2 = 24℃，

求壁内最高温度位置及最高温度，并绘出温度分布线。（12分）

4、截面积1m×1m的矩形地下管沟中敷设了一根外径d1=150mm的蒸汽管道，

t g = 120℃、流量m = 0.02kg/s的饱和水蒸汽从管道的一端送入，蒸汽管外包有一层厚50mm的保温材料，其导热系数λ= 0.061w/(m·℃)，表面发射率ε= 0.6。已测得保温层外表面温度t w2 = 30℃、管沟内空气温度t f = 18℃、管沟壁面温度t w3 = 17℃、发射率ε=0.8。如忽略管壁导热热阻，求：（1）、每米长蒸汽管道的热损失q L?（2）、保温层外表面与空气间的自然对流换热系数αc?（3）、入口饱和蒸汽完全变成饱和水时需经过的管长L？（水蒸汽汽化潜热γ=2202KJ/Kg）。（12分）

5、一套管式换热器由两根单圆管组合而成，其截面积如图所示，内管内径为

100mm，外径为108mm。管壁导热系数λ=

36w/(m·℃)，流量为0.238Kg/s的热水在内管内流

动，温度从60℃降至39℃，换热系数α1=1000w/

（m2·℃）；温度为15℃、流量为0.2Kg/s的冷水在管套间流动，换热系数为α2 =1500w/(m2·℃)。求：（1）、该换热器的管长L？（2）换热器最大可能传热量Q max?（3）换热器效能ε？（水的比热C p=4180J/（Kg·℃））(12分)

工程热力学（50分）

一、问答题：（每题5分，共25分）

1、试说明内能U是状态参数。

2、何为理想气体？在实际运用中，当满足什么条件时，实际气体可以当成

理想气体？

3、一热机按某种循环工作，从高温热源T1（2000K）吸取热量Q1为1500KJ，

向低温热源T2（300K）放出热量Q2为450KJ，试问此热机在上述情况下，是可逆的，不可逆的，还是不可能的，为什么？

4、简述理想气体通过绝热节流后，其状态参数（压力、温度、比容、焓、

熵）的变化？

5、简述膨胀功、流动功、轴功和技术功之间有何差别？

二、计算题：(25分)

1、将初态压力为9.807×104Pa，温度为30℃的2Kg空气在气缸内进行多变

压缩，多变指数为n = 1.3，压缩终了的容积为原来容积的1/15。试求：（1）压缩过程所需的功、放出的热量及内能的变化量？（2）压缩后的压力、温度、并把压缩过程表示在P-V图和T-S图上；（3）如外界环境温度t a =23℃维持不变，则该孤立系统作功能力的损失？已知：空气的气体常数R =287J/(Kg·k)，C p=1.01KJ/(Kg·K)。（15分）

2、把温度为t0=0℃的冷空气用送风机送入加热器加热到温度t3=250℃，然

后送入建筑物的风道内，送风量为0.56Kg/s，风机轴上的输入功率为1Kw，设整个装置与外界绝热，试计算：（1）风机出口处空气温度t2?（2）空气在加热器中的吸热量？已知：空气的气体常数R =287J/(Kg·k)，

C p=1.01KJ/(Kg·K)。（10分）