工程热力学与传热学模拟试卷.pdf

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1、中南大学考试试卷（A）2008 - 2009学年第一学期时间 110 分钟工程热力学与传热学工程热力学与传热学课程 48学时 3学分 考试形式：闭卷专业年级：安全 07 级总分 100 分，占总评成绩70%注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一、一、 判断题（本题判断题（本题 1010 分，每小题分，每小题 1 1 分）分）1. 热力学第一定律解析式可表述为q u pdv2. 经过一个不可逆循环后，工质的S 0。3. 可逆过程一定是准平衡过程。4. 理想混合气体依然遵循迈耶公式cpcv Rg。5. 工质由初态经过一不可逆绝热过程膨胀到终态， 则不可能

2、再通过一个绝热过程使工质回复到初态。6. 由热力学第二定律可知不可能从单一热源吸收热量使之完全变为有用功。7. 导热系数与表面传热系数均为物性参数。8. 当 Pr=1 时，动量微分方程与能量微分方程形式完全一致，故动量传递与热量传递现象相似。9.角系数的可加性可表述为X（12）， 3 X1， 3 X2， 3。10. 颜色越黑的物体发射率越大。二、二、 选择题（本题选择题（本题 2121 分，每题分，每题 3 3 分）分）1.下面说法正确的是（ ）A熵增大的过程为不可逆过程；BC工质吸热熵一定增加；绝热过程即定熵过程；D多变过程即任意过程。2. 可逆过程一定是 （ ）A 非平衡过程1B 存在着损

3、耗的准静态过程C 工质能回复到初态的过程D 准静态过程3. 等量空气从相同的初态出发分别经过不可逆绝热过程A 和任意可逆过程 B 到达相同的终态，若空气的热力学能变化分别用UA和UB表示，则 （ ）AUA UBBUA UBCUA UBD 不确定4. 理想气体工质压缩、升温又放热，则（ ）A1 n kBn 1Cn kDn 05. 理想气体热力过程如图 1 所示。a b为可逆定容过程；ac为可逆定压过程。当 b 点与 c 点在同一条定温线上时，有（ ）Aqab qacBqab qacCqab qacD 不能确定6.卡诺定理指出：()A 相同温限内一切可逆循环的热效率相等；B 相同温限内可逆循环的热

4、效率必大于不可逆循环的热效率；图 1pbacv2C 相同的两个恒温热源间工作的一切可逆循环的热效率相等;D 相同的两个恒温热源间工作的一切循环的热效率相等。7. 下述说法正确的是： （ ）（1）雷诺数表征了给定流场的惯性力与粘性力的对比关系；（2） 雷诺数反映了给定流场的热对流能力与其热传导能力的对比关系；（3）雷诺数反映了流体的动量扩散能力与其能量扩散能力的对比关系；（4）雷诺数是给定流场稳定性的判别依据。A (1) (2)；B (2) (3)C (3) (4)D (1) (4)三、综合分析题（本题三、综合分析题（本题 3535 分）分）1. 某可逆热机工作于TH1000K的高温热源及TL

5、27C的低温热源之间。 若每个循环中热机从高温热源吸取5000kJ 的热量，则其向低温热源放热量为，热机作功量为Wnet=；高温热源及低温热源的熵的变化量为SH，SL；两个热源和热机组成的系统的总熵变化量为Ssys=。(本小题 5 分)2. 非稳态导热的集总参数法的使用条件为。（本小题 2 分）3. 用特征长度为原型1/4的模型来模拟原型中速度为16m/s的空气强迫对流换热，测得模型中对流换热的平均表面传热系数为 120W/ m K。假设空气的各物性参数均为常数，则模型中空气的速度应为；原型中平均表面传热系数为。（6 分）4. 秋天的夜晚，天空晴朗，室外空气温度为2，太空背景辐射温度为 3K。

6、有一块钢板面向太空，下面绝热。如果板面和空气间的对流换热的表面传热系数为hWm22K1，板面黑度为，试列出稳定传热状态下，单位钢板表面积上的能量平衡方程式（令板面温度为T（K） ）。 （5 分）5. 如图 2 所示，半球内表面与上底面间的角系数X1,2=； X2,1=。 （4 分）6. 一炉膛火焰的平均温度为 1500K，炉墙上有一看火孔，该小孔具有黑体辐射特性。则波3长为时，光谱辐射力具有最大值。 （3 分）7. 有一套管式换热器， 热流体的进出口温度为200和 150， 冷流体的进出口温度为 100和 170，则对数平均温差tm为。（4 分）8. 如图 3 所示热机循环，试判断下列情况那些

7、是可逆的？哪些是不可逆的？哪些是不可能的？并通过计算说明原因。 （6 分）1)Q21000kJ,W 250kJ;2)Q2 2000kJ,Q1 2400kJ;3)Q1 3000kJ,W 250kJ。300KQ1W12图 2 半球内表面与上底表面图 3Q2250K四、计算题（本题四、计算题（本题 3434 分）分）1. 某理想气体，比热容比为1.35，气体常数Rg=260.28J/(kgK),压力为 1.05105Pa,温度为25；经历一压缩过程后压力为1.2105Pa，温度为 200。求每千克气体热力学能、焓、熵的变化。 （本题 12 分）2有一厚度 400。冬季室内空气温度mmmm的房屋外墙，其热导率 0.5W/（mK）2t1 20，与墙内壁面之间的对流换热的表面传热系数h1=4 W/(m K)；室外空气温度t2 10，与外墙之间的对流换热的表面传热系数h2=10 W/(m2K)。如果不考虑热辐射，试求通过墙壁的传热系数、单位面积的传热热阻、传热量和内外壁面温度。 （12 分）3.一外径为 100mm 的钢管横穿过室温为 27的房间，管外壁温度为 100，表面发射率为0.8。试计算单位管长上的辐射热损失。 （10 分）4