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热工模拟测试题

热工期末模拟题——2010年12月储运09级王(除试题上面的内容之外,注意复习课本第6章湿空气的性质)一.选择题1,理想气体状态方程pv=mRT 中R 的单位(C )./A J km ol k⋅ 3/Bkg m /CJ kg k ⋅ 3/D m kg2.,某电厂锅炉,其压力表读数为13.5Mpa ,凝气器的真空度为717.5mmhg,,若当地大气压力B=755mmhg,求锅炉和凝汽器中蒸汽的绝对压力为多少(A )(1mmhg=133.32pa )A.13.601Mpa 4999.5paB.4999.5pa 13.601MpaC.13.601pa 4999.5MpaD.13.601kpa 4999.5pa3.2kg 氧气由1p =0.6Mpa ,1t =30 o C 定压变化到2t =200o C ,求过程中焓的变化和热量交换各为多少(B )A .220.83kJ 309.162kJ B.309.162kJ 309.162kJ C .220.83kJ 220.83 kJ D.309.162kJ 220.83kJ4.今有任意两过程a-b 与a-c,且b ,c 两点在同一条绝热线上,如下图所示。

试比较ab U ∆和ac U ∆的大小。

(A )A: ab U ∆>ac U ∆ B: ab U ∆<ac U ∆ C:ab U ∆= ac U ∆ D:不确定5.工质以m=0.0400kg/s 的质量流量进入动力机。

已知进口处1p =689.48kpa ,1v =0.33733m/kg,1u =2326kj/kg;出口焓2h =1395.6kj/kg,若忽略工质的动能,位能变化,且不考虑散热,求该动力机的功率。

(A )A;P=46.5kw B:P=1163kw C ;102.344kw D;条件不足6.某热机从热源1T =2000k 得到热量1Q ,并将热量2Q 排向冷源2T =300k ,则2Q =500kJ ,0W =1500kJ ,则试判断过程为(B )A 可逆过程B 不可逆过程C 不确定7.对于活塞式压气机,压缩一定质量气体有余隙时与无余隙时相比耗功(A ) A.相等 B 。

不相等 C.不确定8。

.20kg 温度为50 o C 的水和30kg 温度为80o C 的水相混合,然后定压加热到100o C ,不考虑散热,试求该系统熵的变化为(A ) A .18.97kJ/k B.12.05kJ/k C.7.437kJ/k9.若滞止压力0P =0.518Mpa ,温度t=50o C 的空气,以某一速度流入喷管作定熵流动,然后喷入大气,已知大气压B=0.1Mpa ,则确定选择以下哪种喷管最合适(B ) A.渐缩喷管 B.缩放喷管 C.以上两种均可 D.以上两种均不可 10.某建筑的砖墙长3m ,高4m ,厚0.25m ,墙内外表面温度分别为10 o C 和-5 o C ,已知砖的导热系数λ=0.7W/(m ⋅o C ),则通过砖墙的散热量(A ) A.672W B.504W C.574W D.条件不足 二,填空题1.闭口系统能量方程为 q u w =∆+稳定流动能量方程2,1/2s q h c g z w =∆+∆+∆+2.对于喷管或扩压管,管道界面的增大或减小取决于 入口状态下的马赫数 ,其界面变化率与流体速度的关系式为2(1)dA dc MA c=- 。

3.在使用多级压缩时使总耗功率最小的方法是 采用各级相等的压缩比 , 若以二级压缩为例,1p 为一级进气压力,3p 为出口压力,则中间压力满足2P =4.卡诺循环的热效率与工质的性质无关,只与 热源和冷源的温度 有关,提高卡诺循环热效率的方法是 提高热源的温度 或 降低冷源的温度。

5.在含1kg 干空气的湿空气中所含的水蒸气的质量称为含湿量 。

三.判断题1.若容器内气体的热力状态不变容器上的压力表的读数一定不变。

(错) 2.气体常数不随气体的种类或气体所处的状态的变化而变化。

(错) 3.当混混气体储运平衡状态时,各组分气体的温度和压力均相等。

(错) 4.任何没有体积变化的过程一定不读外做功。

(错)5.气体气膨胀时一定对外做功,气体压缩时一定消耗外功。

(对) 6.体吸热一定膨胀,气体放热一定被压缩。

(错) 7.给气体加热其内能一定增加。

(错)8.在相同热源和冷源下工质的可逆热机的热效率必定大于不可逆热机的热效。

(对)9.循环热效率愈高,则循环净功愈大。

(错)10.对于可逆循环和不可逆循环均有工质熵0ds =⎰ 。

(对) 11.系统熵增大的过程必定是吸热过程,系统熵减小的过程必定是放热过程。

(对) 12.传热过程特指热流体通过固体壁面将热量传给坑流体的全过程。

(对) 四、计算题1.鼓风机的送风量500 3/Nm h 若空气温度升高至27o C ,压力降至0.1a M P 鼓 风机的送风量仍是500 3/Nm h ,问此时鼓风机的送风量质量改变了多少?解:33P 101325P 500/;273287/646.6R P ;500/;300580.7R 65.965.9a a V m h T k R J kg k PV m kgT V m h T kPV kgTm m kgkg ====∴====∴=∆=-= 。

由题意得:;;;送风量质量改变后:P=100k 此时鼓风机的送风量质量m=即m 所以此时鼓风机的送风量质量改变了。

2.活塞式压气机每分钟将温度为15o C ,压力问0.1a M P ,的空气13m 压缩后充入容积为63m 的贮气筒内。

已知充气前筒内温度为15o C ,压力为0.15a M p ,设充气后筒内温度升高到45o C 。

试问经过多少分钟才能将贮气筒压力提高至0.8a M p 。

解:3331111P 0.15M P 6288M P ;6;318P 0.1M P 1288;287/10.8;52.59; 1.21R R R a a a V m T kV m T k V m T k R J kg k PV PV P V m kg m kg m kgT T T m τ=========∴======∆∴=。

1。

1。

1分析题意知:充气前气筒内状态参数:;;充气后气筒内的状态:P=0.8;每次充入气体的状态:;;;由理想气体状态方程对以上三种状态得:所用的时间34.46m inm m m m -==。

113. 2kg 空气自初态110.1,15o a P M p t C ==先定压加热到50o C ;又定容加热到100o C ,再定压降温到30o C ,问经过这些过程后,气体的内能和焓的总变化各位多少?21521.51H =1.4v R T K Jk K J∆∆=⨯⨯=-∆∆⨯解:由题意分析得:该过程中内能的变化:u=mC 焓的变化:u=1.421.5=30.14.两级活塞式压气机每分钟吸入903m 空气,初态为110.1,12o a P M p t C ==;终态3 4.9a P M p =。

设两级压缩过程的n=1.25,并且各级排气温度低于160o C ,以保证润滑。

请求。

(1)按压气机总耗功量最小为原则,决定最有利中间压力;(2)各汽缸排气温度为多少?是否满足要求;(3)压气机的总耗功率;(4)压缩过程空气的总放热量;(5)中间冷却器中空气的放热量。

2121112211122222321P 0.7M P 212273285;; 1.25;;;147.6C 147.6C 160C (3):annk t t n PV P V PV m R P V m R P t t t t =+========∴==〈=。

:解:():设最有利的中间压力为则由公式():由于两家活塞式压缩的多变过程,即各级进气温度相等,各级排气温度也相等。

t 则t 联立三式得满足要求。

由于采用多级相等的压缩比时,其各级耗功量123112121(P 22()11.83x10/P 714714(4):Q 22()()213.7/1t v nR w m t n PV m R m kg s kw kwR m q m C t t t t kJ sn -∴==⨯--==∴=-⎡⎤∴==-+-=-⎢⎥-⎣⎦总总一级)总相等t 又由得t 得:将数据代入上式得即压气机的总耗功率为采用各级压缩比相等时其各级放热量相等125Q ()247.8/p m C t t kJ s=-=-():分析知中间冷却器中的过程可以看作是定压放热过程所以中间冷却器空气打我放热量5.闭口系统中有压力10..5a P M p =,温度1500t k =的空气103m ,在定压条件下加热到2600t k =。

求空气所吸收的热量中有多少可用能和不可用能?设环境温度0300t k=。

2111121ln 1914K J2()3500;1586q p q p xq q t m T C PV m R t q m C t t kJ e q kJ====-==-=。

解:()空气所吸收的热量中不可用能b 又由t 联立上述两式得b ()又由闭口系统能量方程得(液体体积变化很小不记体积功)b6.空气的111,120o a P M p t C ==,经喷管流入背压0.1b a P M p =的介质中。

若空气流量为 1.5/m kg s =,并忽略初速度。

试求(1)喷管的类型;(2)出口压力和出口流速(3)喷管的截面积21121132222221221;=0.1M P ;P 1M P 393;0.1M P 1.5/;()203.55P T 0.584/1/201/2;b c b a a b a K b Ks s p p p T k p m kg s p T KP v R v m kgq h c g z w g z q w c h h c -〈∴==========∆+∆+∆+∆∴∆=-=1解:()由题意知应该选用缩放型的喷管。

(2)出口压力p ;;则由喷管的性质得:T 又得由流动能量方程其中、、均为即2222616.9/(3):14.2m s m v f cmc ===由连续性方程得7、某房屋混凝土屋顶面积为220m ,厚度为140mm ,外表面温度为-15o C 。

已知混凝土的导热系数为1.28 w/(o m C ⋅),若通过屋顶的散热量为5.5310w ⨯。

试计算屋顶内表面温度3T 20 1.280.1415.1C15.1C TT T T λδ∆∆-⨯=⨯⨯∴=。

解:设屋顶内表面温度为,则由平壁的导热公式q=得5.510即屋顶内表面温度为。

8.内表面温度为320o C 的内径为200mm 钢管(导热系数1λ=43w/(o m C ⋅))上涂有8mm 厚的保温材料,它的外表面温度保持40o C ,如每单位管长损失的热量限制为200w/m 时,使用导热系数为多少的保温材料为好?2111233133211222;200;43/(C );320C 210;226;T 40C /11lnln220.00835/(C )d m m w m T d m m d m m q w m T T d d d d w m λλπλπλλ=======-∴+= 。

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