热工课后题答案
习题及部分解答 第一篇 工程热力学 第一章 基本概念
1. 指出下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量：
答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。
2. 指出下列物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，
密度。
3. 用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段
水。若水柱高mm 200，水银柱高mm 800，如图2-26所示。已知大气压力为mm 735Hg ，试求容器中气体的绝对压力为多少kPa ？解：根据压力单位换算 4. 锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。若已知斜管倾角
30=α，
压力计中使用3
/8.0cm g =ρ的煤油，斜管液体长度mm L 200=，当地大气压力
MPa p b 1.0=，求烟气的绝对压力（用MPa 表示）解：
5.一容器被刚性壁分成两部分，并在各部装有测压表计，如图2-28所示，其中C 为压力表，读数为kPa 110，B 为真空表，读数为kPa 45。若当地大气压kPa p b 97=，求压力表A 的读数（用kPa 表示） kPa p gA 155=
6. 试述按下列三种方式去系统时，系统与外界见换的能量形式是什么。
（1）.取水为系统；
（2）.取电阻丝、容器和水为系统； （3）.取图中虚线内空间为系统。 答案略。
7.某电厂汽轮机进出处的蒸汽用压力表测量，起读数为MPa 4.13；冷凝器内的蒸汽压力用真空表测量，其读数为mmHg 706。若大气压力为MPa 098.0，试求汽轮机进出处和冷凝器内的蒸汽的绝对压力（用MPa 表示） MPa p MPa p 0039.0;0247.021== 8.测得容器的真空度mmHg p v 550=，大气压力MPa p b 098.0=，求容器内的绝对压力。
若大气压变为MPa p b
102.0='，求此时真空表上的读数为多少mmMPa ？ MPa p MPa p v
8.579,0247.0='= 9.如果气压计压力为kPa 83，试完成以下计算： （1）.绝对压力为11.0MPa 时的表压力；
（2）.真空计上的读数为kPa 70时气体的绝对压力； （3）.绝对压力为kPa 50时的相应真空度（kPa ）； （4）.表压力为MPa 25.0时的绝对压力（kPa ）。 （1）.kPa p g 17=；
（2）.kPa p 13=； （3）.kPa p v 33=； （4）.kPa p 333=。
10.摄氏温标取水在标准大气压下的冰点和沸点分别为0℃和100℃，而华氏温标则相应地取为32℉和212℉。试导出华氏温度和摄氏温度之间的换算关系，并求出绝对零度所对应的华氏温度。
将水在标准大气压下的冰点值032和F
℃，以及沸点值100292和F
℃代入，得 解该二元一次方程组，得：32,8.1==B A 。
从而有 328.1+=t t F 当15.273-=t ℃时，有
11.气体进行可逆过程，满足pV C =（C 为常数），试导出该气体从状态1变化到状态2时膨胀功的表达式，并在p V -图上定性画出过程线、示出膨胀功。
答案：略
12.某气体的状态方程为g pV R T =，试导出： （1）.定稳下气体,p v 之间的关系； （2）.定压下气体,v T 之间的关系； （3）.定容下气体,p T 之间的关系。 答案：（1）.
2112v v p p =；（2）.1212T T v v =；（3）. 1
212T T
p p =。
第二章 热力学第一定律
1.一蒸汽动力厂，锅炉的蒸汽产量为3
18010/q kg h =?，输出功率为55000P kW =，全厂
耗煤,19.5/m c q t h =，煤的发热量为3
3010/c q kJ kg =?。蒸汽在锅炉中吸热量
2680/q kJ kg =。试求：
（1）.该动力厂的热效率t η；
（2）.锅炉的效率B η（蒸汽总吸热量煤的总发热量）。
解：（1）.锅炉中蒸汽吸热量
热效率 %411034.1550005
=?=Φ=H t P η （2）.锅炉效率
2.系统经一热力过程，放热8kj 对外做功26kJ 。为使其返回原状态，对系统加热6kJ ，问需对系统作功多少？
解：由W U Q +?=得 对于返回初态的过程 故需对系统做功kj 28。
3.气体在某一过程只能感吸收了54kJ 的热量，同时热力学能增加了94kJ 。此过程是膨胀过程还是压缩过程？系统与外界交换的功是多少？
答案：此过程为压缩过程；此过程中系统与外界交换的功是kj 40-。
4.1kg 空气由115,0.5p MPa t MPa ==膨胀到220.5,500p MPa t ==℃，得到热量506kJ ，对外做膨胀功506kJ 。接着又从终态被压缩到初态，热出热量390kJ ，试求：
（1）.[膨胀过程空气热力学能的增量； （2）.压缩过空气热力学能的增量； （3）.压缩过程外界消耗的功。
答案：（1）.0=?U ；（2）. 0=?U ；（3）.kj W 390-=。 5.闭口系统中实施以下过程，试填补表中的空缺数据。 表中括号内的数为答案。 6.如图所示，
某封闭系统沿b c a --途径由状态a 变化到b ，
吸入热量kj 90，对外做功kj 40，试
问：
（1）.系统从 a 经d 至b ，
若对外做功kj 10，则吸收
热量是多
少？ （2）.系统由
b
经曲线所示过程返回a ，若外
界对系统左
贡kj 23，吸收热量为多少？
（3）.设,45,5kj U kj U d adb ==，那么过程d a -和b d -中系统吸收的热量各为
多少？
答案 （1）.kj Q adb 60=；（2）.kj Q ba 73-=； （2）.kj Q ad 50=；（4）.kj Q db 10=。
7.容积为3
1m 的绝热封闭的气缸中装有完全不可压缩的流体，如图2-31所示。试问： （1）.活塞是否对流体做功？
（2）.通过对活塞加压，把流体压力从MPa p 2.01=提高到MPa p 33=，热力
学能变化多少？焓变化多少？
答案 （1）.0=W ；（2）.kj H U 3
108.2,0?=?=?。
8.一质量为kg 4500的汽车沿坡度为
15的山坡下行，车速为s m /300。在距山脚m 100处
开始刹车，且在山脚处刚好刹住。若不计其它力，求因刹车而产生的热量。 kj Q 5
1004.2?=。
9.某蒸汽动力装置，蒸汽流量为h t /40，汽轮机进出口处压力表读数为MPa 9，进口比为
kg kj /3440，汽轮机出口比焓为kg kj /2240，真空表读数为kPa 06.95，当时当地大气压
力为kPa 66.98，汽轮机对环境放热为。试求：
（1）.汽轮机进出口蒸汽的绝压各为多少？
（2）.单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少？ （3）.汽轮机的功率为多少？ 答案 （1）.
（2）.kg kj sh /1200=ω （3）.kW P 4
10332.1?=
（4）.考虑进出口动能差后sh ω的相对偏差
10.进入冷凝器的泛汽的蒸汽为MPa p 005.0=，比焓kg kj h /25001=，出口为同压下的水，
比焓为kg kj h /77.1372=,若蒸汽流量为h t /22，进入冷凝器的冷却水温为171='t ℃，冷却水出口温度为302='t ℃，试求冷却水流量为多少？水的比热容为)./(18.4K kg kj 。
答案 )/(104.9563
,h kg q w m ?=
11.某活塞式氮气压气机，压缩的氮气的参数分别为：MPa p 1.01=，
kg m v /88.03
1=；
MPa p 0.12=，kg m v /16.03=。设在压缩过程中每kg 氮气热力学能增加kj 180，同时向
外放出热量kj 60。压气机每min 生产压缩氮气kg 18，试求：
（1）.压缩过程对每kg 氮气所做的功； （2）.生产每kg 压缩氮气所需的功； （3）.带动比压气机至少要多大的电动机。 答案 （1）.kg kj /240-=ω； （2）.kg kj sh /312-=ω； （3）.kW P 6.93=。
12.流速为s m /600的高速空气突然受阻停止流动，即02=c ，称为滞止。如滞止过程进行迅速，以致气流受阻过程中与外界的热交换可以忽略，问滞止过程空气的焓变化了多少？
答案 kg kj h /180=?
第三章 理想气体及其混合物
1.把2CO 压送到体积为3
5.0m 的贮气罐内。压送前贮气罐上的压力表读数为kPa 3，温度
为C
20，压送终了时压力表读数为kPa 30，温度为C
50。试求压送到罐内的2CO 的质量。
大气压力为MPa
p b 1.0=。
解
由 ()()
()[]()kg T p T p R V T R V p T R V p m T
mR pV K kg kJ M R R kPa p p p kPa p p p g g g g g g b g b 143.02732010103273501013010189.05
.0.189.044
314
.813030101.01033101.033311221122322311=???
? ??+?-+???=???
?
??-=-=
?=====+?=+==+?=+=
2. 体积为30
3.0m 的某钢性容器内盛有了
C kPa 20,700的氮气。瓶上装有一排气阀，压力达到kPa 875时发门开启，压力降到kPa 840时关闭。若由于外界加热的原因造成阀门开启，问：
(1)阀门开启时瓶内气体温度为多少？
(2)因加热造成阀门开闭一次期间瓶内氮气失去多少？设瓶内空气温度在排气过程中保持不变。
答案 （1）3.932=t ℃；（2）kg m 0097.0=? 3.氧气瓶的容积3
30.0m V =瓶中氧气的表压力为
C
t MPa p g 30,4.111==。问瓶中盛有多
少氧气？若气焊时用去一半氧气，温度降为
C t
202=，试问此时氧气的表压力为多少（当地大气压力
MPa
p b 1.0=）
答案 M P a p kg m g 625.0;86.72==
4.某锅炉每小时燃煤需要的空气量折合表准状况时为h m 3
66000。鼓风机实际送入的热空
气温度为C
250，表压力为kPa 0.20，当地大气压为MPa p b 1.0=，求实际送风量(
)
h m 3
。
解 ()MPa p p p g b 12.010201.03
=?+=+=-
由T R q pq g m V =
得
()
()
m P T T q p q T q p T pq V V V V 351100000
0010068.112
.027325027366000101325.0.?=+??==
=
5.某理想气体比热比4.1==V p c c k ，定压比热容)K kg kJ c p .042.1=，求该气体的摩尔质量。 解 由
k c c V
p =及M
R
R c c g V p =
=- 得 ()()
()m o l g k c R M p 93.274.111042.1314
.811=-?=-=
6.在容积为31.0m 的封闭容器内装有氧气，其压力为kPa 300，温度为
C
15，问应加入多少热量可使氧气温度上升到C
800？ (1)按定值比热容计算；
(2)按平均比热容计算。 解 ()[]k kg kJ M R R g .26.032
314.8===
（1）()()()kJ t t R m t mc Q g V 3.6121580026.02
5
2.12512=-???=-=?= （2）查得()K kg kJ c V
.656.0150
=
7.摩尔质量为kg 30的某理想气体，在定容下由C
275，加热到C
845，若热力学能变化为
kg kJ 400，问焓变化了多少？
答案kg kJ h 9.557=?
8.将kg 1氮气由
C t
301=定压加热到C 400，分别用定值比热容，平均比热容（表）计算其热力学能和焓的变化。
用定值比热容计算
用平均比热容计算
9. kg 2的2CO ，由C t kPa p
900,80011==膨胀到C t kPa p
600,12022==，试利用定值比热容求其热力学能、焓和熵的变化。 解
10. 在体积为3
5.1m V =的钢性容器内装有氮气。初态表压力为
MPa
p g 0.21=，温度为
C 230，问应加入多少热量才可使氮气的温度上升到C 750？其焓值变化是多少？大气压
力为MPa 1.0。
(1)按定值比热容计算；
(2)按真实比热容的多项式计算； (3)按平均比热容表计算；
(4)按平均比热容的直线关系式计算。 解 （1）
（2）查得
()()()
()()()()()
()()
()()
kJ T
nR Q dT nC kJ T T nR T a T a T a n T nR dT aT T a a n dT nR dT nC n dT R C n dT nC Q kmol m M n a a a T a T a a C m p T T m p m p m V m p 432
1
,322822312322102
1
2
1
2
1
2102
1
,,2
1
,823102
210,10226.150********.87532.010005.910005.9]5031023314.87532.050310231042.03
1
5031023102335.52
1
50310233146.27[7532.0327532.028
09.211042.0,102335.5,3146.272
1?=-??+?=?+==?H ?=-??--??-?+-?
??+-??=--??
? ??++=?-++=-=-=====
?-=?==++=??????----（3）查得 （4）查得
11. 某氢冷却发电机的氢气入口参数为C t MPa p g
40,2.011==，出口参数为
C t MPa p g 66,19.022==。若每分钟入口处体积流量为35.1m ，试求氢气经过发电机后
的热力学能增量、焓增量和熵增量。设大气压力为MPa p b 1.0=。 (1)按定值比热容计算；
(2)按平均比热容直线关系式计算。 解
（1） 按定值比热
()[]()[]()()()()
()[]m i n .4504.03.029.0ln 157.42734027360ln 55.143459.0ln ln min 9.130406655.143459.0min 44.93406639.103459.0.39.10157.455.14.55.14157.42
7
271212K kJ p p R T T c q S kJ t c q kJ t c q U K kg kJ R c c K kg kg R c g p m p m V m g p V g p =??? ??
-++?=???? ?
?-=?=-??=?=?H =-??=?=?=-=-==?==
（2）按平均比热容的直线关系式
12. 利用内燃机排气加热水的余热加热器中，进入加热器的排气（按空气处理）温度为
C 300，出口温度为C 80。不计流经加热器的排气压力变化，试求排气经过加热器的比热
力学能变化，比焓变化和比熵的变化。 (1)按定值比热容计算；
(2)按平均比热容（表）计算。 答案
（1） （2）
13. 进入气轮机的空气状态为C kPa 600,600，绝热膨胀到
C kPa
300,100，略去动能、位能变化，并设大气温度为
K
T 3000=，试求：
(1)每千克空气通过气轮机输出的轴功；
(2)过程的熵产及有效能损失，并表示在s T -图上； (3)过程可逆膨胀到kPa 100输出的轴功。 解 （1） （2）
熵产g s ?及有效能损失i 如图3-36中阴影面积所示。 （3）
14.由氧气、氮气和二氧化碳组成的混合气体，各组元的摩尔数为
试求混合气体的体积分数、质量分数和在C t kPa p
27,400==时的比体积。
解
15.试证明：对于理想气体的绝热过程，若比热容为定值，则无论过程是否可逆，恒有
()
211
T T k R w g --=
式中：1T 和2T 分别为过程初终态的温度。
证明 对于理想气体的绝热过程，有
又 ?????==-k
c c R c c V p g
V p
得 1-=
k R c g V
故 ()211
T T k R w g --=
证毕
第四章 理想气体的热力过程
1. 某理想气体初温K T 4701=，质量为kg 5.2，经可逆定容过程，其热力学能变化为
kJ U 4.295=?，求过程功、过程热量以及熵的变化。设气体()35.1,.4.0==k K kg kJ R g ，
并假定比热容为定值。
解
由?????==-k
c c R c c V p g V p 得
()[]
()
()()K kJ T T mc S K T mc U T T T mc T mc U K kg kJ k R c V V V V g
V 568.0470
4
.573ln 143.15.2ln
3.573470143
.15.24
.295.143.11
35.14
.01121212=?==?=+?=+?=
-=?=?=-=
-=
2. 一氧化碳的初态为K T MPa p 493,5.411==。定压冷却到K T 2932=。试计算kmol 1的一氧化碳在冷却过程中的热力学能和焓的变化量，以及对外放出的热量。比热容取定值。
答案 kJ kJ U 4
4
1082.5,10154.4?=?H ?=?
3. 氧气由MPa p C t 1.0,3011==
被定温压缩至MPa p 3.02=。
(1)试计算压缩单位质量氧气所消耗的技术功；
(2)若按绝热过程压缩，初态与终态与上述相同，试计算压缩单位质量氧气所消耗的技术功；
(3)将它们表示在同一副v p -图和s t -图上，试在图上比较两者的耗功。 解 ()[]K kg kJ M R R g .26.032
314.8===
（1）55.863
.01
.0ln 30326.0ln 211,-=?==p p T R w g T t （2）
（3）两过程在v p -图和s T -图上的表示分别如图3-37（a ）和3-37（b ）所示。图中过程线T 21-为定温过程，s 21-为绝热过程线。从v p -图中可以看到，绝热过程耗功比定温过程耗功多出曲边三角形面积s T 221--。
4.使将满足以下要求的理想气体多变过程在v p -和s t -图上表示出来（先画出4个基本热
力过
程）： (1)气体受压缩、升温和放热； (2)气
体
的多变指数8.0=n ，膨胀； (3)气体受压缩、降温又降压；
(4)气体的多变指数2.1=n ，受压缩； (5)气体膨胀、将压且放热。
答案 如图3-38（a ）和图3-38（b ）所示的v p -图和s T -图上，1-1，1-2，1-3，1-4和1-5分别为满足（1），（2），（3），（4）和（5）要求的多变过程线。
5.柴油机汽缸吸入温度C t
601=的空气3
3105.2m -?，经可逆绝热压缩。空气的温度等于
燃料的着火温度。若燃料的着火温度为C
720，问空气应被压缩到多大的体积？ 答案34
210
63.1m V -?=
6.有kg 1空气，初态为C t MPa p
27,6.011==，分别经下列三种可逆过程膨胀到
MPa p 1.02=，试将各过程画在v p -图和s t -图上，并求各过程始态温度、做工量和熵
的变化量：
(1)定温过程；
(2)25.1=n 的多变过程； (3)绝热过程。
答案
（1） （2） (3)
v p - 图和s T -图如图3-39所示。
7.一容积为3
2.0m 的贮气罐，内装氮气，其初压力MPa p 5.01=，温度C t
371=。若对氮
气加热，其压力、温度都升高。贮气罐上装有压力控制阀，当压力超过MPa 8.0时，阀门便自动打开，防走部分氮气，即罐中维持最大压力为MPa 8.0，问当贮气罐中氮气温度为
C 287时，对罐内氮气共加入多少热量？设氮气比热容为定值。
解()[]K kg kJ M R R g .297.028
314.8===
由 T mR pV g = 开始过程是定容过程，则
8.容积为3
6.0m V =的空气瓶内装有压力MPa p 101=，温度为K T 3001=的压缩空气，打开压缩空气瓶上的阀门用以启动柴油机。假定留在瓶中的空气进行的是绝热膨胀。设空气的比热容为定值，)./(28
7.0K kg kj R g =。
（1）.问过一段时间后，瓶中空气从室内空气吸热，温度有逐渐升高，最后重新达到
与室温相等，即又恢复到K 300，问这时空气瓶中压缩空气的压力3p 为多大？ 答案 （1） kg m K T 6.15,1.2712-=?= （2）MPa p 75.73=
9.是导出理想气体定值比热容的多变过程的初、终态熵变为 解：主要步骤与公式
由 ?????==-k
c c R c c V p g
V p 得 1-=k kR c g p
10.压力为kPa 160的kg 1空气，K 450定容冷却到K 300，空气放出的热量全部被温度为
17℃的大气环境所吸收。求空气所放出热量的饿有效能和传热过程、的有效能损失，并将
有效能损失表示在s T -图上。
解
由于放出的热量全部被环境吸收，使热量有效能全部变成了无效能，故有效能损失 有效能损失如图3-40的s T -图上阴影面积所示。
11.空气进行可逆压缩的多变过程，多变指数,3.1=n 耗功量为kg kj /95.67，求热量和热力学能变化。
答案 kJ U kJ Q 85.50,95.16=?-=
第六章 水蒸气
1.湿饱和蒸汽，85.0,9.0==x MPa p ，试由水蒸气表求u s v h t 和,,,,。
答案 kg kJ h C t s 99.2468,389.175==
2.过热蒸汽，425.0.3==t MPa p ℃，根据水蒸气表求u s h v ,,,和过热度D ，再用s h -图求上述参数。
答案 查表：kg kJ h kg m v 7.3286,103638.03
== 查图：kg kJ h kg m v 3290,105.03
==
3.开水房用开水的蒸汽与20=t ℃同压下的水混合，试问欲得t 5的开水，需要多少蒸汽和水？
解 设需蒸汽为kg m V ，则水为V w m m m -=。
由MPa p 1.0=，查得kg kJ h kg kJ h 14.2675,52.417=''=' C t
20=时，kg kJ h 96.832= 根据热力学第学一定律
4.已知水蒸气kg kj h MPa p /1300,2.0==，试求其s t v ,,。 答案 ()K kg kJ s C t kg m
v .5452.3,30.120,3158.03
===
5.kg 1蒸汽，95.0,0.211==x MPa p ，定温膨胀至MPa p 1.02=，求终态s h v ,,及过程中对外所做的功。 解 ()kg kJ w 0.683=
6.进汽轮机的蒸汽参数为435,0.311==t MPa p ℃。若经可逆膨胀绝热至MPa p .2=，蒸汽流量为s kg /0.4，求汽轮机的理想功率为多少千克： 答案 kW P 3
1066.4?=
7.一刚性容器的容积为MPa 3.0，其中5
1为饱和水，其余为饱和蒸汽，容器中初压为
MPa 1.0。欲使饱和水全部汽化，问需要加入多少热量？终态压力为多少？若热源温度为500℃，试求不可逆温差传热的有效能损失。设环境温度为27℃。
8.容积为3
36.0m 的刚性容器中贮有350=t ℃的水蒸气，其压力表度数为kPa 100。现容器对环境散热使压力下降到压力表度数为kPa 50。试求：
（1）.确定初始状态是什么状态？ （2）.求水蒸气终态温度；
（3）.求过程放出的热量和放热过程的有效能损失。 设环境温度为20℃，大气压力为MPa 1.0。 答案 （1）过热蒸汽；
（2）C t
8.1452=（此结果为利用教材《热工基础与应用》后附录A-7所得。利用较详细水蒸气热表或s h -图答案应为C
191）
（3）kJ I kJ Q 8.35,6.82=-=（同上，kJ I kJ Q 2.27,1.59=-=）
9.气轮机的乏汽在真空度为kPa 96干度为88.0=x 的湿空气状态下进入冷凝器，被定压冷却凝结为饱和水。试计算乏汽体积是饱和水体积的多少倍，以及kg 1乏汽2在冷凝器中放出的热量。设大气压力为MPa 1.0。 答案
kg kJ q V V 2140,1005.3411
=?='
10.一刚性绝热容器内刚性各班将容器分为容积相同的B A ,两部分。设A 的容积为3
16.0m ，内盛有压力为MPa 1.0、温度为300℃的水蒸气；B 为真空。抽掉隔板后蒸汽蒸汽自由膨胀达到新的平衡态。试求终态水蒸气的压力、温度和自由膨胀引起的不可逆有效能损失。设
环境温度为20℃，并假设该蒸汽的自由膨胀满足常数=pV 。 解（1）由==1122V p V p 常数 得 ()MPa V V p p 5.02
1
0.1211
2=?== （2） 由C t MPa p
300,0.111==，查得 由kg m v MPa p 3
225161.0,5.0==，查得
11.利用空气冷却蒸汽轮机乏汽的装置称为干式冷却器。瑞哦流经干式冷却器的空气入口温度为环境温度201=t ℃，出口温度为352=t ℃。进入冷凝器的压力为kPa 0.7，干度为8.0，出口为相同压力的饱和水。设乏汽流量为h t /220，空气进出口压力不变，比热容为定值。
试求：
（1）.流经干式冷却器的焓增量和熵增；
（2）.空气流经干式冷却器的熵变以及不可逆传热引起的熵产。 解（1）由8.0,0.7==x kPa p 查算得
对空气()()K kg kJ c K kg kJ R p g .004.1,.287.0== 根据热力学第一定律有 （2）
()()()()
K kW S kW t t c q a p a m a 18.3910177.12035004.110818.75312,=??=-???=-=?H
(3)
()()
K kW S K kW S g V 63.1417.377=?-=?
39.500,0.911==t MPa p ℃的水蒸汽进入气轮机中作绝热膨胀，终压为kPa p 502=。汽轮机相对内效率
式中s h 2——为定熵膨胀到2p 时的焓。试求
（1）.每kg 蒸汽所做的功；
（2）.由于不可逆引起熵产，并表示在s T -图上。
答案 由C t MPa p
500,0.911==查得()K kg kJ s kg kJ h .656.6,338511==
由()kPa p K kg kJ s s 0.5,.656.6212===查得kg kJ h s 20302= 由s
T h h h h 212
1--=
η
得()kg kJ h 22202=()kg kJ w sh 1165= （3） 由kg kJ h kPa p 2220,522==查得 过程如图所示。
第七章 湿空气
MPa 1.0，温
1.设大气压力为%55=?，试
度为25℃，相对湿度为用分析法求湿空气的露点温度、含湿量及比焓，并查d h -图校核之。
答案 解析法
()()a kg kJ h a kg kg d C t d 15.53,011.0,8.14===
查d h -图：
2.空气的参数为%30,20,1.01===?C t MPa p b
，在加热器中加热到85℃后送入烘箱取
烘干物体/从烘箱出来时空气温度为353=t ℃，试求从烘干物体中吸收kg 1水分所消耗的赶空气质量和热量。
解 由%,30,2011==?C t
查d h -图得 由C t d d
85,212==得
3.设大气压力为MPa 1.0，温度为30℃，相对湿度为8.0。如果利用空气调节设备使温度降低到10℃去湿，然后再加热到20℃，试求所的空气的相对湿度。 答案 %53=?
4.一房间内空气为MPa 1.0，温度为5℃，相对湿度为%80。由于暖气加热使房间温度升至18℃。试求放暖气后房内空气的相对湿度。 答案 %32=?
5.在容积为3100m 的封闭室内，空气的压力为MPa 1.0，温度为25℃，露点温度为18℃，试求室内空气的含湿量，和相对湿度。若此时室内放置若干盛水的敞口容器，容器的加热装置使水能保持25℃定温蒸发至空气达到室温下饱和空气状态。试求达到饱和空气状态的空气含湿量和水的蒸发量。 解 （1）由C t 25=查得
由C t d
18=查得MPa p V 002064.0=
所以%65=? （2）%1002=?
6.一股空气流压力为MPa 1.0，温度为20℃，相对湿度为%30，流量为每分钟3
15m 。另一股空气流压力也为MPa 1.0，温度为35℃，相对湿度为%80，流量为每分钟3
20m 。混合后压力仍为MPa 1.0，试求混合后空气的温度、相对湿度和含湿量。 解： 水蒸气的)[]K kg kJ R v g .462.0,= 由%30,2011==?C t
查得 由%80,3522==?C t 查得 由热力学第一定律
由 ()()a kg kg d a kg kJ h 0181.0,3.7333==查得
第八章 气体和蒸汽的流动
1.燃气经过燃气轮机中渐缩喷管绝热膨胀，流量为s kg q m /6.0=，燃气参数6001=t ℃，压力MPa p 6.01=，燃气在喷管出口的压力为MPa p 4.02=，喷管进口流速及摩擦损失不计，试求燃气在喷管出口处的流速和出口截面积，设燃气的 热力性质与空气相同，取定值比热容。 答案： s m A s m c /65.7,/43822==
2.空气流经一出口截面积为3
210cm A =的渐缩喷管，喷管进口的空气参数、为
s m c C t MPa p /150,80,0.2111=== ，背压为MPa p b 8.0=，试求喷管出口处的流速和
流经喷管的空气流量。若喷管的速度系数为96.0，喷管的出口流速和流量又为多少？
解：（1）.528.0356.0246
.28
.0)(246.2)333
2.344(2)()
(2.344004
.1210150333204
.04
.1110103
22110=<==
=?===??+=+=--er k k
p v p MPa T T p p K c c T T
所以 )(186.1246.2528.002MPa p v p p er er =?=?== （2）.
3.水蒸气经汽轮机中的喷管绝热膨胀，进入喷管的水蒸气参数525,0.911==t MPa p ℃，喷
管背压力为MPa p b 0.4=，若流经喷管的流量为s kg q m /6=，试进行喷管设计计算。
解： 由
546.044.00
.90.41=<==er b v p p 知喷管形状应选缩放型的。
由,525,0.911C t MPa p
==s h -图得 由
,
,0.4,),(914.4546.00.912211s s MPa p p s s MPa v p p b cr cr cr =====?==和查得
4.空气以s m /200的速度在管内流动，用水银温度计测得空气的温度为70℃，假设气流在温度计壁面得到完全滞止，试求空气的实际温度。 答案 1.50=f t ℃
5.压力kPa p 1001=、温度为271=t ℃的空气，流经扩压管时压力提高到kPa p 1802=，问空气进入扩压管是至少有多大流速？这时进口马赫数是多少？ 答案 95
6.0,/33211==M s m c
6.某单级活塞式压气机每小时吸入温度171=t ℃、压力MPa p 1.01=的空气3
120m ，输出空气的压力为MPa p 64.02=。试按下列三种情况计算压气机所许的理想功率：
（1）.定温压缩； （2）.绝热压缩；
（3）.多变压缩（2.1=n ）。
答案 （1）.kW P T c 19.6,=； （2）.kW P s c 2.8,=； （3）.kW P n c 3.7,=
7.一台两级压气机，几如压气机的空气温度是171=t ℃，压力为MPa p 1.01=，压气机将
空气压缩至MPa p 5.23=，压气机的生产量为h m /503
（标态下），两级压气机中的压缩过
程均按多变指数25.1=n 进行。现以压气机耗功最小为条件，试求：
（1）.空气在低压气缸中被压缩后的饿压力为2p ； （2）.空气在气缸中压缩后的温度；
（3）.压气机耗功量；
（4）.空气在级间冷却器中放出的热量。
解 （1）.
)
(5.051.051
.05
.2121
3
MPa p p p p opt opt =?=====
ππ
（2）.K
T T T T K p p T T n
n 400,)(4005290231225
.125
.011212
==='=?=???
? ??=- （3）.)
(9.56)15(1
25.1290287.018.025.12)1(1
2)/(180.0)/(6.646273
10287.010*********.025.125
.011
3
6
000kW n T R nq P s kg h kg T R q p q opt n
n g m c g v m =-?-????=--=
==????==-π
（4）.()()()()kW T T c q T T c q p m p m 9.19400290004.118.02122-=-??=-=-'=Φ 8.某轴式压气机，每秒生产kg 20压力为MPa 5.0的压缩空气。若进入压气机的空气温度为
201=t ℃，压力为MPa p 1.01，压气机的绝热效率92.0,=s c η，求出口处压缩空气的温度
及该压气机的耗功率。
解 )(1.4641.05.02934
.114.11
1212K p p T T k
k =?
?
?
???=???
?
??=--
由1
21
21212,T T T T h h h h s c -'-=
-'-=
η得 9.一离心式压气机每分钟吸入压力为
2010011==t kPa p 、℃的空气3200m 。空气离开压
气机的温度为502=t ℃，出口截面上的流速为s m /50，空气的比热容
()
K kg kJ c p ./004.1=，假定与外界无热量交换。试求压气机的耗功率。
答案 kW P 4.124=
10.定容加热汽油机循环在每千克空气加入热量kJ 1000，压缩比5/21==v v ε，压缩过程的初参数为15,100kPa ℃。试求： （1）.循环的最高压力和最高温度；
（2）.循环的热效率。
答案 （1）.K T 1943max =，MPa p 37.3max =； （2）.%6.52,=s c η
11.一混合加热理想内燃机循环，工质视为空气，已知
3.1/,8.1/,12/,50,1.034232111========v v p p v v C t MPa p ρλε ，比热容为定
值。试求在此循环中单位质量工质的吸热量、净功量和循环热效率。
解 循环s T -图如右图所示。
1点：
2点： 3点： 4点： 5点：
12.在相同的初态及循环最高压力与最高温度相同的条件下，试在s T -图上利用平均温度的概念比较定容加热、定压加热及混合加热的内燃机理想循环的热效率。
答案 s T - 若定容加热理想循环热效率为V t ,η，定压加热理想循环热效率为p t ,η，混合加热理想循环热效率为t η，则有p t t V t ,,ηηη<<
13.在燃气轮机的定压循环中，工质视为空气，进入压气机的温度271=t ℃，压力
MPa p 1.01=，循环增压比4/12==p p π。在燃烧事中加入热量，经绝热膨胀至MPa p 1.04=。设比热为定值。
（1）.画出循环的s T -图； （2）.求循环的最高温度；
（3）.求循环的净功量和热效率；
（4）.若燃气轮机的相对内效率为91.0，循环的热效率为多少？ 答案 （1）.s T -图如图所示； （2）.K T T 11763max ==；
（3）.%7.32,/8.2390==t kg kJ ηω； （4）.%28=t η
14.对于燃气轮机定压加热理想循环，若压气机进出口空气参数为MPa p 1.01=，
271=t ℃，燃气轮机进出口处燃气温度10003=t ℃，试向增压比π最高为多少时，循环净功为0？ 答案 157max =π
15.某锅炉每小时生产t 4水蒸气。蒸汽出口的表压为MPa p g 122=，温度3502=t ℃。设给
水温度401=t ℃，锅炉效率8.0=B η，煤的发热量（热值）kg kJ q p /1097.24
?=，试求
每小时锅炉的耗煤量。
答案 耗煤量h kg q c m /448,=
16、 填空题：
（1）用水银温度计测量高速流动的气流温度，设温度计上读数为t ，气
流温度为f t ，则二者的大小关系为____________；
（2）在喷管的气体流动中，气体压力不断__________,流速＿＿＿＿，马赫数 ＿＿＿＿＿＿；
（3）有一减缩喷管，空气进口压力为MPa p 11=，背压MPa p b 3.0=，册出口压力
=2p 。
（4）现设计一喷管，若进口过热蒸汽压为MPa p 91=，背压为MPa p b 2=，此 喷管的形状应选择 。
17、压力为MPa 1.0、温度为C 0
15的空气，分别以s m /100，s m /200，和s m /400的流速流动，当空气滞止时，问空气的滞止温度和滞止压力各为多少？
18、某减缩喷管进口氮气压力为M P a p 6.61= ，温度C t 0
960= ，背压为
M P a p b 0.4=试求出口截面流速。
19.某减缩喷管出口截面积为2
25mm ，进口空气参数C t Pa p 0
11300,5.0==，初速
s m c /1781=，问背压为多大时达到最大质量流量？该值是多少？
热工基础习题参考答案(部分)
1.3 题略 解： m 2.127481 .92.110)7893(3 =??-=??=??=?g p h h g p ρρ 1.5 题略 m 1.05.0 2.030sin m 2.0200kg/m 800/8.033=?======l h mm l cm g ρ已知： 烟气的真空度为： Pa 8.78430sin 2.081.9800=??=??=h g p v ρ ∵ 1 mmH 2O = 9.80665 Pa ∴ 1 Pa = 0.10197 mmH 2O O mmH 027.808.7842==Pa p v 烟气的绝对压力为： kPa 540.98Pa 388.985408.7843224.133745==-?=-= v b p p p 1.10 题略 解：锅内表压力 g 40.77kg 04077.081 .91041010063==???=?= ?= -g A p m A g m p g g 2.2填空缺数据（兰色）： 2.9 题略 已知：D 1 = 0.4 m ，p 1 =150 kPa ，且气球内压力正比于气球直径，即p = kD ，太阳辐射加热后D 2 = 0.45 m 求：过程中气体对外作功量 解：由D 1=0.4 m ，p 1=150 kPa ，可求得：k =375 kPa/m
kJ 27.2) (8 2 2 )6 (41423 332 1 =-= == ?==? D D k dD kD W dD kD D d kD pdV dW D D π π π π 答：过程中气体对外作功量为2.27 kJ 2.12 题略 解：（1）确定空气的初始状态参数 K 300)27273(m 10101010100kPa 1.29310100108.91951021332414 3 111=+==???===???+=+=+=-----T AH V A g m p p p p b g b （2）确定拿去重物后，空气的终了状态参数 由于活塞无摩擦，又能与外界充分换热，因此终了平衡状态时缸内空气的压力和温度与外界的压力和温度相等。则 33-3211 2124 3222m 101.50231 .1951 .29310K 300kPa 1.19510100108.9)100195(102?=?=====???-+=+=+=---p p V V T T A g m p p p p b g b 活塞上升距离 cm 023.5m 05023.01010010)15023.1()(4 3 12==??-=-=?--A V V H 对外做功量 J 999.9710)15023.1(101.195332=?-??=?=-V p W 由闭口系能量方程，Q =△U+W ，因T 2 = T 1，故△U = 0。所以求得气体与外界的换热量为 Q =W=97.999 J 讨论：（1）本题活塞上升过程为不可逆过程，其功不能用pdV W ?=2 1计算， 本题是一种特殊情况，即已知外界压力，故可用外界参数计算功（多数情况下外
过程控制工程课后作业 答案
第一章纸质作业答案 一、调节阀的流量特性是指通过调节阀的流量与阀杆行程之间的关系。 调节阀的流量特性有线性型，等百分比型，快开型，抛物线型 调节阀流量特性选择的目的主要是从非线性补偿的角度来考虑，利用调节阀的非线性来补偿广义对象中其它环节的非线性，从而使整个广义对象的特性近似为线性。 二、简单控制系统是由一个被控对象、一个测量元件及变送器、一个控制器和一个执行器所构成的单闭环控制系统，也成为单回路控制系统。 简单控制系统的典型方块图为 三．按照已定的控制方案，确定使控制质量最好的控制器参数值。 经验凑试法、临界比例度法、衰减曲线法、响应曲线法 四、解： (1) 选择流出量 Q为操纵变量，控制阀安装在流出管线上， o 贮槽液位控制系统的控制流程图为 (2) 被控对象：液体贮槽
被控变量：贮槽液位 操纵变量：贮槽出口流量 主要扰动变量：贮槽进口流量 五、解： (1) 选择流入量 Q为操纵变量，控制阀安装在流入管线上， i 贮槽液位控制系统的控制流程图为 为了防止液体溢出，在控制阀气源突然中断时，控制阀应处于关闭状态，所以应选用气开形式控制阀，为“+”作为方向。 操纵变量即流入量 Q增加时，被控变量液位是上升的，故对象为“+”作用方向。由于 i 控制阀与被控对象都是“+”作用方向，为使控制系统具有负反馈作用，控制器应选择反作用。 (2) 选择流出量 Q为操纵变量，控制阀安装在流出管线上， o 贮槽液位控制系统的控制流程图为
为了防止液体溢出，在控制阀气源突然中断时，控制阀应处于全开状态，所以应选用气关形式控制阀，为“-”作为方向。 操纵变量即流出量 Q增加时，被控变量液位是下降的，故对象为“-”作用方向。由于 o 控制阀与被控对象都是“-”作用方向，为使控制系统具有负反馈作用，控制器应选择反作用。 六、（1）加入积分作用后，系统的稳定性变差，最大动态偏差增大、余差减小 加入适当的微分作用后，系统的稳定性编号，最大动态偏差减小，余差不变。 （2）为了得到相同的系统稳定性，加入积分作用后应增大比例度，加入微分作用后应适当的减小比例度。 第二章纸质作业答案 一．由两个控制器组成，分别接受来自被控对象不同部位的测量信号。一个控制器的输出作为下一个控制器的给定值，后者的输出去控制执行器以改变操纵变量。从系统的结构来看，两个控制器是串级工作的，称为串级控制系统。 方框图如下 二．答： 前馈控制系统方块图
热工测试课后练习答案
热工测试作业 第一章 1-1、测量方法有哪几类，直接测量与间接测量的主要区别是什么？(P1-2) 答：测量的方法有：1、直接测量；2、间接测量；3、组合测量。 直接测量与间接测量的主要区别是直接测量中被测量的数值可以直接从测量仪器上读得，而间接测量种被测量的数值不能直接从测量仪器上读得，需要通过直接测得与被测量有一定函数关系的量，然后经过运算得到被测量的数值。 1-2、简述测量仪器的组成与各组成部分的作用。(P3-4) 答：测量仪器由感受器、中间器和效用件三个部分组成。 1、感受器或传感器：直接与被测对象发生联系（但不一定直接接触），感知被测参数的变化，同时对外界发出相应的信号； 2、中间器或传递件：最简单的中间件是单纯起“传递”作用的元件，它将传感器的输出信号原封不动地传递给效用件； 3、效用件或显示元件：把被测量信号显示出来，按显示原理与方法的不同，又可分模拟显示和数字显示两种。 1-3、测量仪器的主要性能指标及各项指标的含义是什么？（P5-6） 答：测量仪器的主要性能指标有：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间等。 1、精确度：表示测量结果与真值一致的程度，它是系统误差与随机误差的综合反映； 2、恒定度：仪器多次重复测试时，其指示值的稳定程度，通常以读数的变差来表示； 3、灵敏度：以仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比例来表示。 4、灵敏度阻滞：又称感量，是以引起仪器指针从静止到作极微小移动的被测量的变化值。 5、指示滞后时间：从被测参数发生变化到仪器指示出该变化值所需的时间。 1-4、说明计算机测控系统基本组成部分及其功能。（P6-7） 答：计算机测控系统基本组成部分有：传感器、信号调理器、多路转换开关、模/数（A/D）和数/模（D/A）转换及微机。 1、信号调理器：完成由传感器输出信号的放大、整形、滤波等，以保证传感器输出信号成为A/D转换器能接受的信号； 2、实现多路信号测量，并由它完成轮流切换被测量与模/数转换器的连接； 3、采样保持器：保证采样信号在A/D转换过程中不发生变化以提高测量精度； 4、A/D转换器：将输入的模拟信号换成计算机能接受的数字信号； 5、D/A转换器：将输入的数字信号换成计算机能接受的模拟信号。 1-5、试述现代测试技术及仪器的发展方向。(P6、P9) 答：计算机、微电子等技术迅速发展，推动了测试技术的进步，相继出现了智能测试仪、总线仪器、PC仪器、虚拟仪器、网络化仪器等微机化仪器及自动化测试系统。随着计算机网络技术、多媒体技术、分布式技术等手段的迅速发展，测试技术与计算机相结合已成为当前测试技术的主流，测试技术的虚拟化和网络化的时代已经不远了。 第二章 2-1、试述测量仪器的动态特性的含意和主要研究内容，它在瞬变参数测量中的重要意义。(P11、P16) 答：测量仪器或测量系统的动态特性的分析就是研究动态测量时所产生的动态误差，它主要用以描述在动态测量过程中输入量与输出量之间的关系，或是反映系统对于随机时间变化的输入量响应特性。从而能够选择合适的测量系统并于所测参数相匹配，使测量的动态误差限制在试验要求的允许范围内，这便是动态测量技术中的重要研究课题。在瞬变参数动态测量中，要求通过测量系统所获得的输出信号能准确地重现输入信号的全部信息，而测量系统的动态响应正是用来评价系统正确传递和显示输入信号的重要指标。
热工基础课后答案超详细版
第一章 思考题 1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态得概念？ 答：平衡状态就是在不受外界影响得条件下,系统得状态参数不随时间而变化得状态.而稳定状态则就是不论有无外界影响,系统得状态参数不随时间而变化得状态。可见平衡必稳定,而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态得概念,就是为了能对系统得宏观性质用状态参数来进行描述. 2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质得压力不变,问测量其压力得 压力表或真空计得读数就是否可能变化? 答：不能,因为表压力或真空度只就是一个相对压力。若工质得压力不变，测量其压力得压力表或真空计得读数可能变化，因为测量所处得环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时,表明被测对象得实际压力愈大还就是愈小？ 答:真空表指示数值愈大时，表明被测对象得实际压力愈小。 ４、准平衡过程与可逆过程有何区别? 答：无耗散得准平衡过程才就是可逆过程,所以可逆过程一定就是准平衡过程，而准平衡过程不一定就是可逆过程. ５、不可逆过程就是无法回复到初态得过程,这种说法就是否正确? 答:不正确。不可逆过程就是指不论用任何曲折复杂得方法都不能在外界不遗留任何变化得情况下使系统回复到初态,并不就是不能回复到初态。 6、没有盛满水得热水瓶,其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧,这就是什幺原因? 答:水温较高时,水对热水瓶中得空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时,热水瓶中得空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7、用U形管压力表测定工质得压力时,压力表液柱直径得大小对读数有无影响? 答:严格说来，就是有影响得,因为Ｕ型管越粗，就有越多得被测工质进入Ｕ型管中,这部分工质越多,它对读数得准确性影响越大。 习题 1－１解: 1. 2. 3. 4. 1-2图1-８表示常用得斜管式微压计得工作原理。由于有引风机得抽吸，锅炉设备得烟道中得压力将略低于大气压力。如果微压机得斜管倾斜角,管内水 解:根据微压计原理，烟道中得压力应等于环境压力与水柱压力之差
过程控制工程课后习题参考答案-前三章
过程控制工程课后习题参考答案-前三章
过程控制工程 第一章单回路控制系统 1.1 何谓控制通道？何谓干扰通道？它们的特性对控制系统质量有什么影响？ 控制通道——是指操纵变量与被控变量之间的信号联系； 干扰通道——是指干扰作用与被控变量之间的信号联系。 （1）控制通道特性对系统控制质量的影响：（从K、T、τ三方面） 控制通道静态放大倍数越大，系统灵敏度越高，余差越小。但随着静态放大倍数的增大，系统的稳定性变差。 控制通道时间常数越大，经过的容量数越多，系统的工作频率越低，控制越不及时，过渡过程时间越长，系统的质量越低，但也不是越小越好，太小会使系统的稳定性下降，因此应该适当小一些。 控制通道纯滞后的存在不仅使系统控制不及时，使动态偏差增大，而且还还会使系统的稳定性降低。 （2）干扰通道特性对系统控制质量的影响：
（从K、T、τ三方面） 干扰通道放大倍数越大，系统的余差也越大，即控制质量越差。 干扰通道时间常数越大，阶数越高，或者说干扰进入系统的位置越远离被控变量测量点而靠近控制阀，干扰对被控变量的影响越小，系统的质量则越高。 干扰通道有无纯滞后对质量无影响，不同的只是干扰对被控变量的影响向后推迟一个 。 纯滞后时间τ 1.2 如何选择操纵变量？ 1）考虑工艺的合理性和可实现性； 2）控制通道静态放大倍数大于干扰通道静态放大倍数； 3）控制通道时间常数应适当小一些为好，但不易过小，一般要求小于干扰通道 时间常数。干扰动通道时间常数越大 越好，阶数越高越好。 4）控制通道纯滞后越小越好。 1.3 控制器的比例度δ变化对控制系统的控制精度有何影响？对控制系统的动态质量有何影响？ 比例度δ越小，系统灵敏度越高，余差越小。
工程热力学期末试题及答案
工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 （闭卷，150分钟） 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分，共40分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？ 答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C ，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： =??? ? ?++-?=15.27350015.273301500,q x E 3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分 1分 根据卡诺定理及推论： 1 则： 。1分 4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空， 如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ） 如何变化，并简述为什么。 答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。 5. 试由开口系能量方程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计） 答：开口系一般能量方程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件 ， 则上式可以简化为： 根据质量守恒，有 代入能量方程，有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态方程。 答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态方程可写成：P i V = m i R i T 。 B 隔板 A 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W R 0S ?=22t t,C 1111Q T Q T ηη==-=-iso 0S ?=iso 0 S ?=
热工基础第十章张学学思考题答案
热工基础第十章思考题答案 1 何谓表面传热系数？写出其定义式并说明其物理意义。 答：q=h（t w-t f），牛顿冷却公式中的h为表面传热系数。表面传热系数的大小反映对流换热的强弱。 2 用实例简要说明对流换热的主要影响因素。 答：（1）流动起因室内暖气片周围空气的流动是自然对流。而风机中的流体由于受到外力的作用属于强迫对流。强迫对流和自然对流的换热效果是不同的。 （2）流动的状态流动状态有层流和湍流，层流和湍流的对流换热强度不同，输水管路，水流速度不同，会导致水的流动状态由层流到湍流，那么这两种流动状态对流换热效果是不同的。 （3）流体有无相变水在对流换热过程中被加热变成水蒸气，蒸气在对流换热过程中被冷却变成水，这个过程会吸收和放出汽化潜热，两个换热过程的换热量不同。 （4）流体的物理性质流体的物理性质对对流换热影响很大，对流换热是导热和对流两种基本导热共同作用的结果。因此，比如水和油，金属和非金属对流换热效果不同。 （5）换热表面的几何因素换热器管路叉排和顺排换热效果不同，换热管线直径大小对换热效果也有影响。 3 对流换热微分方程组有几个方程组组成，各自到处的理论依据是什么？ 答：（1） 连续性微分方程 （2） 热量平衡方程 （1）ρ(u τ+u u x +v u y )=F x?p x +η(2u x2 +2u y2 )动量平衡方程 连续性微分程的依据是根据质量守恒导出的 热量平衡方程是根据能量守恒导出的 动量平衡方程是根据动量守恒导出的 4 何谓流动边界层和热边界层？它们的厚度是如何规定的。 答：流动边界层是由于流体粘度造成速度变化的区域，即速度发生明显变化的流体薄层。速度达到∞ 处的y值作为边界层的厚度，用δ表示。 当温度均匀的流体与它所流过的固体壁面温度不同时，在壁面附近会形成一层温度变化较大的流体层，称为热边界层。过于温度t-t w=（t∞-t w）处到壁面的距离为热边界层的厚度。 5 简述边界层理论的基本内容。 答：（1）边界层的厚度与壁面特征长度L相比是很小的量。 （2）流场划分为边界层区和主流区。流动边界层内存在较大的速度梯度，是发生动量扩散的主要 区域。在流动边界层之外的主流区，流体可近似为理想流体。热边界层内存在较大的温度梯度，是发生热 量扩散的主要区域，热边界层之外的温度梯度可以忽略。 （3）根据流动状态，边界层分为层流边界层和湍流边界层。湍流边界层分为层流底层、缓冲层与湍流核心三层。层流底层内的速度梯度和温度梯度远大于湍流核心。 （4）在层流边界层与层流底层内，垂直于壁面方向上的热量传递主要靠导热。湍流边界层的主要热阻在层流底层。 6 边界层理论对求解对流换热问题有何意义？ 答：应用边界层理论分析对流换热微分方程中各项的数量级，忽略高阶小量，可以使对流换热微分方程组得到合理的简化，更容易分析求解。
(完整版)过程控制系统与仪表课后习题答案完整版汇总
第1章思考题与习题 1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？ 解答： 1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富 3．控制多属慢过程参数控制 4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？ 解答： 过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成：参照图1-1。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？ 解答： 分类方法说明： 按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类： 1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统 （2）随动控制系统 （3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统 （2）前馈控制系统 （3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统? 解答： 在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？ 解答： 被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 二者之间的关系： 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动态特性？ 解答： 稳态： 对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达 到一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静 止状态，这种状态称为稳态（或静态）。 动态： 从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统 又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。 在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。 1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？ 解答： 单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。 衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n； 过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值A； y与最终稳态值y（∞）之比的百分数σ； 超调量：第一个波峰值 1
试题3答案《热工基础与应用(第3版)》
热工基础参考答案 （开卷部分） 三、计.算题（45分） 1. (15分)（1）如右图 （3分） （2）1 1.412 1.4211300.154446K p T T p κκ--??=?=?= ??? max 327334461176K 1.004 H p q T T T c ==+=+= (4分) （3）1 1.411.4443311176791.4 K 4p T T p κκ --????=?=?= ? ????? 02134()() 1.004(1176791.4446300.15)239.7 kJ/kg T c p p w w w c T T c T T =-=---=?--+= 01 1.411.4 11110.3274t H w q κκηπ--==-=-= (4分) （4） ()()4'33411760.911176791.4826 K T T T T T η=--=-?-= '4'132826300.15110.281176446 t T T T T η--=- =-=-- (4分) 2. (15分) （1） 因为冷流体的出口温度（60℃）大于热流体的出口温度，所以是逆流。 （5分） （2） '""'o 1212'"1 2"'12()()(10760)(3217)28 C 10760ln ln 3217m t t t t t t t t t ------?===---- （5分） （3）()()"'22220.44178601771861.6 W m m A t q c t t κΦ=?=-=??-= 271861.6=285.2 (W/m .K)928 m A t κΦ==?? （5分） 3. (15分)（1）管道外表面A 1对水泥沟表面A 2的角系数为：X 1,2=1
热工仪表自动化复习题(带答案)
热工仪表自动化复习题 一.名词解释 1.冶金生产过程自动化的概念。 答：自动化就是在工业生产的设备上配备自动化装置以代替工人的直接劳动，从而使生产在不同程度上 自动地进行。那么，这些用自动化装置来管理和控制生产过程的方法则称为自动化。而用相应的自动化装 置来管理和控制冶金生产过程的则称为冶金自动化。 2.生产过程自动化主要包括哪几方面的内容？ 答：1）自动检测系统2） 自动信号和联锁保护系统3）自动操纵及自动开停车系统4） 自动控制系统 3.自动调节系统主要由哪几个环节组成？ 答：㈠自动化装置1测量元件与变送器2自动控制器3执行器㈡被控对象 4.自动调节系统的最大偏差的概念。 答：最大偏差是指在过渡过程中，被控变量偏离给定值的最大数值。在衰减振荡过程中，最大偏差就是 第一个波的峰值。 5.什么是自动调节系统的余差？ 答：当过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳态值与给定值之间的偏差叫做余差，或者说余差就是 过渡过程终了时的残余偏差。 6.测量仪表的理论上的绝对误差和工程上的绝对误差有什么不同? 答：理论上的绝对误差是仪表指示值与被测量的真值的差值;工程上的绝对误差被校表的读数值与标准表 的读数值的差值.因为真值无法得到 7.测量仪表的相对误差的定义？ 000x x x x y -=?=x ：被校表的读数值，x 0 ：标准表的读数值 8.测量仪表的指示变差的概念。 答：变差是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反行程（即 被测参数逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量时，被测量值正行和反行所得到的两条特性曲线之间的最大 偏差。 9.测压仪表主要有哪几类？ 答：1.液柱式压力计2.弹性式压力计3.电气式压力计4.活塞式压力计 10.生产过程检测中，主要的工艺参数是什么？ 答：温度、压力、流量、物位 二.简答题 1.仪表的选型原则，尤其是压力仪表的选择时，其量程范围的确定原则是什么？ %100max ?-?=测量范围下限值 测量范围上限值δ相对百分误差δ
热工基础与应用课后习题答案(全)第二版
山东大学 热工基础课后习题解答 第一章 思考题 1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？ 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化？ 答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？ 答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？ 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？ 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？ 答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7. 用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？
答：严格说来，是有影响的，因为U 型管越粗，就有越多的被测工质进入U 型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。 习 题 1-1 解： kPa bar p b 100.61.00610133.37555==??=- 1. kPa p p p g b 6.137********.100=+=+= 2. kPa bar p p p b g 4.149494.1006.15.2==-=-= 3. kPa mmHg p p p v b 3315.755700755==-=-= 4. kPa bar p p p b v 6.50506.0 5.000 6.1==-==- 1-2 图1-8表示常用的斜管式微压计的工作原理。由于有引风机的抽吸，锅炉 设 备的烟道中的压力将略低于大气压力。如果微压机的斜管倾斜角?=30α， 管内水 解：根据微压计原理，烟道中的压力应等于环境压力和水柱压力之差 mmHg Pa gh p 35.79805.0102008.91000sin 3==????=-αρ＝水柱 mmHg p p p b 65.74835.7756=-=-=水柱 1-3 解： bar p p p a b 07.210.197.01=+=+= bar p p p b 32.005.107.212=-=-= bar p p p b C 65.032.097.02=-=-= 1－4 解： kPa H p p p b 2g mm 15745760＝＝－＝＝汞柱真空室- kPa p p p a 36236021=+=+=真空室 kPa p p p b 19217036212=-=-=
湖南大学工程热力学试题及答案1
诚信应考,考试作弊将带来严重后果！ 湖南大学课程考试试卷
2. 理想气体只有取定值比热容时，才能满足迈耶公式g v p R c c =-。……（ ） 3. 不可逆过程不能T-s 图上表示，所以也不能计算过程的熵变量。………… （ ） 4. 卡诺循环的热效率一定大于其它循环的热效率。…………………………（ ） 5. 稳定流动能量方程适用于所用工质的稳定流动情况，不论过程是否可逆，有无耗散效应。……………………（ ） 6. 自发过程都是不可逆过程，非自发过程都是可逆过程。…………………（ ） 7. 活塞式压气机应采用隔热措施，使压缩过程接近绝热过程。………………（ ） 8. 经不可逆循环，系统与环境无法完全恢复原态。……………………………（ ） 9. 熵产大于0的过程必为不可逆过程。………………………………………（ ） 10. 实际气体绝热自由膨胀之后，其热力学能不变。…………………………（ ） 三、选择题（每小题2分，共20分） 1. 理想气体可逆吸热过程，下列哪个参数一定增加：（ ）。 A.热力学能； B.熵； C.压力； D.温度 2. ? +?=pdv u q 适用于 （ B ） A 理想气体可逆过程 B 一切气体可逆过程 C 理想气体一切过程 D 理想气体准静态过程 3. 下面参数中，量纲不相同的有（ B ） A. 比热容 B. 比焓 C. 质量气体常数 D. 比熵 4. 若空气进行可逆定压加热过程，则：（ C ）。 A.空气作功量大于其热力学能增量； B.空气作功量等于其热力学能增量； C.空气作功量小于其热力学能增量； D.无法确定 5. 下列三种状态的空气，哪种状态的熵最大（ A ）。 A. 100oC ，20bar ； B. 200oC ，10bar ； C. 100oC ，10bar ； D. 150oC ，15bar 6. 某制冷机在热源1T =300K 及冷源2T =250K 之间工作，其输入功W 为25kJ ，从冷源吸热量Q ,2为110kJ ，此制冷机是（ C ）。
习题 热工性能现场检测(含答案)
热工性能现场检测 一、 填空题 1、在建筑热工法现场测量中最关键的一项指标是建筑墙体的__________。 2、现场热工法是以测量______与______的方法确定建筑物外围护结构的传热系数。 3、围护结构的热阻是指在稳定状态下，与热流方向垂直的物体两表面______除以-______。在非稳定条件下，建筑构件t ?和q 是指较长检测时间的______。 4、 围护结构传热阻主要包括两部分内容，一部分是____________，另一部分是______-______。表面换热阻分为____________和____________。 5、 热流计法指用热流计进行______测量并计算______或______的测量方法。 6、 热流计法是按_____传热原理设计的测试方法，采用热流计及温度传感器测量通过构件的______和____________，通过计算即可求得建筑物围护结构的热阻和传热系数。 7、热箱法中被测部位的______用热箱模拟采暖建筑室内条件，另一侧为____________。 8、围护结构的传热系数的现场检测方法有____________、______、____________-____________。 9、____________具有稳定、易操作、精度高、重复性好等优点，是目前国内外常用的现场测试方法 10、热流计法主要采用____________、______在现场检测被测围护结构的热流量和其内、外表面温度。 11、公式E C q ??=中C 为____________，E ?为______。 12、热流计法要求围护结构高温侧表面温度宜高于低温侧__________________-__________________以上并且不低于______℃，在检测过程中的任何时刻均不得等于或低于______表面温度。检测持续时间不应少于______。 13、热流计法检测围护结构的传热系数期间，室内空气温度应保持____________，被测区域外表面宜避免____________和____________。 14、《民用建筑节能工程现场热工性能检测标准》DGJ32/J 23-2006中规定。同一居住小区围护结构保温措施及建筑平面布局基本相同的建筑物作为一个 样本随机抽样。抽样比例不低于样本比数的______，至少______；不同结构体系建筑，不同保温措施的建筑物应分别抽样检测。公共建筑应______抽样检测。 15、DGJ32/J 23-2006规定抽样建筑应在______与______进行至少2处墙体、______的热阻检测。至少1组窗气密性检测。 16、DGJ32/J 23-2006规定屋顶、墙体、楼板内外表面温度测点各不得少于3个；表面温度测点应选在构件有代表性的位置。测点位置不应靠近______、______和有空气渗漏的部位。
热工基础答案
热工基础答案 第一章 1-1 解： kPa bar p b 100.61.00610133.37555==??=- 1. kPa p p p g b 6.137********.100=+=+= 2. kPa bar p p p b g 4.149494.1006.15.2==-=-= 3. kPa mmHg p p p v b 3315.755700755==-=-= 4. kPa bar p p p b v 6.50506.0 5.000 6.1==-==- 1-2 图1-8表示常用的斜管式微压计的工作原理。由于有引风机的抽吸，锅炉设 备的烟道中的压力将略低于大气压力。如果微压机的斜管倾斜角?=30α， 管内水 解：根据微压计原理，烟道中的压力应等于环境压力和水柱压力之差 mmHg Pa gh p 35.79805.0102008.91000sin 3==????=-αρ＝水柱 mmHg p p p b 65.74835.7756=-=-=水柱 1-3 解： bar p p p a b 07.210.197.01=+=+= bar p p p b 32.075.107.212=-=-= bar p p p b C 65.032.097.02=-=-= 1－4 解： kPa H p p p b 2g mm 15745760＝＝－＝＝汞柱真空室- kPa p p p a 36236021=+=+=真空室 kPa p p p b 19217036212=-=-= kPa p p p b c 1902192=-=-=真空室 kN A p p F b 8.150.45π4 1 133.3745)(2=??? ?=-=真空室 1-4 解： bar mmHg p p p p b 11.215828003.133/81.9300760=?+=＝＋＋＝＋汞柱水柱 1-5 解：由于压缩过程是定压的，所以有
过程控制系统与仪表习题答案
第3章 习题与思考题 3-1 什么是控制器的控制规律控制器有哪些基本控制规律 解答： 1）控制规律：是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。 2）基本控制规律：位式控制、比例控制、比例积分控制、比例微分控制和比例积分微分控制。 3-2 双位控制规律是怎样的有何优缺点 解答： 1）双位控制的输出规律是根据输入偏差的正负，控制器的输出为最大或最小。 2）缺点：在位式控制模式下，被控变量持续地在设定值上下作等幅振荡，无法稳定在设定值上。这是由于双位控制器只有两个特定的输出值，相应的控制阀也只有两个极限位置，总是过量调节所致。 3）优点：偏差在中间区内时，控制机构不动作，可以降低控制机构开关的频繁程度，延长控制器中运动部件的使用寿命。 3-3 比例控制为什么会产生余差 解答： 产生余差的原因：比例控制器的输出信号y 与输入偏差e 之间成比例关系： 为了克服扰动的影响，控制器必须要有控制作用，即其输出要有变化量，而对于比例控制来讲，只有在偏差不为零时，控制器的输出变化量才不为零，这说明比例控制会永远存在余差。 3-4 试写出积分控制规律的数学表达式。为什么积分控制能消除余差 解答： 1）积分控制作用的输出变化量y 是输入偏差e 的积分：? =edt T y 11 2）当有偏差存在时，输出信号将随时间增大（或减小）。当偏差为零时，输出停止变化，保持在某一值上。因而积分控制器组成控制系统可以到达无余差。 3-5 什么是积分时间试述积分时间对控制过程的影响。 解答：
1）?=edt T y 1 1 积分时间是控制器消除偏差的调整时间，只要有偏差存在，输出信号将随时间增大（或减小）。只有当偏差为零时，输出停止变化，保持在某一值上。 2） 在实际的控制器中，常用积分时间Ti 来表示积分作用的强弱，在数值上，T i =1／K i 。显然，T i 越小，K i 就越大，积分作用就越强，反之亦然。 3-6 某比例积分控制器输入、输出范围均为4～20mA ，若将比例度设为100%、积分时间设为2min 、稳态时输出调为5mA ，某时刻，输入阶跃增加，试问经过5min 后，输出将由5mA 变化为多少 解答： 由比例积分公式：??? ? ??+=?edt T e P y 111分析： 依题意：%1001==p K p ，即K p =1, T I = 2 min , e ＝＋； 稳态时：y 0＝5mA ， 5min 后：mA edt T e P y y )7.05()52.02 12.0(151110±=??±±?+=???? ??++ =? 3-7 比例控制器的比例度对控制过程有什么影响调整比例度时要注意什么问题 解答：P74 1）控制器的比例度P 越小，它的放大倍数p K 就越大，它将偏差放大的能力越强，控制力也越强，反之亦然，比例控制作用的强弱通过调整比例度P 实现。 2）比例度不但表示控制器输入输出间的放大倍数，还表示符合这个比例关系的有效输入区间。一表的量程是有限的，超出这个量程的比例输出是不可能的。 所以，偏差的变化使控制器的输出可以变化全量程（16mA ），避免控制器处于饱和状态。 3-8 理想微分控制规律的数学表达式是什么为什么常用实际为分控制规律 解答：
热工基础思考题答案
思考题 第一章 1.平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？ 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的 压力表或真空计的读数是否可能变化？ 答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？ 答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？ 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？ 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？ 答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7. 用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？ 答：严格说来，是有影响的，因为U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。 第二章
最新过程控制练习题(带答案)
练习题 一、填空题1．定比值控制系统包括：（开环比值控制系统）、（单闭环比值控制系统）和（双闭环比值控制系统）。 2．控制阀的开闭形式有（气开）和（气关）。3．对于对象容量滞后大和干扰较多时，可引入辅助变量构成（串级）控制系统，使等效对 象时间常数（减少），提高串级控制系统的工作频率。 4．测量滞后包括测量环节的（容量滞后）和信号测量过程的（纯滞后）。5．锅炉汽包水位常用控制方案为：（单冲量水位控制系统）、（双冲量控制系统）、（三冲量控制系统）。 6．泵可分为（容积式）和（离心式）两类，其控制方案主要有：（出口直接节流）、（调节泵的转速）、（调节旁路流量）。 7．精馏塔的控制目标是，在保证产品质量合格的前提下，使塔的总收益最大或总成本最小。具体对一个精馏塔来说，需从四个方面考虑，设置必要的控制系统，分别是：物料平衡控制、（能量平衡控制）、（约束条件控制）和（质量控制）。 1.前馈控制系统的主要结构形式包括：单纯的前馈控制系统、（前馈反馈控制系统）和（多变量前馈控制系统）。 2.反馈控制系统是具有被控变量负反馈的闭环回路，它是按着（偏差）进行控制的；前馈控制系统是按（扰动）进行的开环控制系统。 3.选择性控制系统的类型包括：（开关型）、（连续型）和（混合型）。 4.常用控制阀的特性为（线性）、（快开）、（对数）、和（抛物线）特性。 5.阀位控制系统就是在综合考虑操纵变量的（快速性）、（经济性）、（合理性）、和（有效性）基础上发展起来的一种控制系统。 6.压缩机的控制方案主要有：（调速）、（旁路）和节流。 7.化学反应器在石油、化工生产中占有很重要的地位，对它的控制一般有四个方面，分别是：物料平衡控制、（能量平衡控制）、（质量控制）和（约束条件控制）。 二、简答题1．说明生产过程中软保护措施与硬保护措施的区别。 答：所谓生产的软保护措施，就是当生产短期内处于不正常情况时，无须像硬保护措施那样硬性使设备停车，而是通过一个特定设计的自动选择性控制系统，以适当改变控制方式来达到自动保护生产的目的。这样就可以减少由于停车而带来的巨大经济损失。而硬保护措施将使得生产设备停车。 2．前馈控制主要应用在什么场合？答：前馈控制主要用于下列场合： （1）干扰幅值大而频繁，对被控变量影响剧烈，单纯反馈控制达不到要求时；（2）主要干扰是可测不可控的变量； （3）对象的控制通道滞后大，反馈控制不及时，控制质量差时，可采用前馈一反馈控制系统，以提高控制质量。 3．怎样选择串级控制系统中主、副控制器的控制规律? 答：串级控制系统的目的是为了高精度地稳定主变量，对主变量要求较高，一般不允许有余差，所以主控制器一般选择比例积分控制规律，当对象滞后较大时，也可引入适当的微分作用。 串级控制系统中对副变量的要求不严。在控制过程中，副变量是不断跟随主控制器的输出变化而变化的，所以副控制器一般采用比例控制规律就行了，必要时引入适当的积分作用，而微分作用一般是不需要的。