发布时间 : 星期一 文章20101206武汉理工大学《工程热力学和传热学》A、B试卷答案更新完毕开始阅读b5d6ea6d02020740bf1e9b64
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10分,）
１、C 2 、A 3、A 4、D 5、B
二、填空题（每题5分，共20分,）
1、60Kpa 2、60KJ 3、Cp,m =30.324 J/(mol.k) Cv,m =22.01 J/(mol.k) 4、12.3℃
三、简答题（每题5分，共25分）
1、证明：设任意两条可逆绝热线相交于点A，作等温线交两条绝热线分别于点B、C，对循环ABC工质吸热量为：Q=T?S，作功为：w=Q= T?S，即该循环从单一热源吸热并全部转化为功，这违反了热力学第二定律。故在P-V图上两条可逆绝热线不会相交。
2、答：由P-V图，1-2过程即为所求，此时1＜n＜k
p12n=1n=0n=kvn=∞
3、答：一般表达式：q=-?gradt=-?? tn，q是热流密度矢量，?为导热系数，它表示
??n物质导热本领的大小；gradt是空间某点的温度梯度；n是温度梯度单位矢量，指向温度升高的方向；“-”号表示热量沿温度降低的方向传递。
4、答：①提高流速；②采用小管径圆管；③采用短管，弯管和螺纹管；④改变物性。 5、答：物体在发射辐射能量同时也吸收其它物体所发出的辐射能，辐射换热是辐射和吸收共同起作用，故物体不会因辐射而降温至0 K。
三、计算题（共45分）
1.解：① 压缩机出口温度
?
T2s?T1(P2KK?1)?488.9KP1（5分）
② 绝热效率qc?Cp(T2s?T1)Cp(T2?T1)?T2s?T1?0.852T2?T1（5分）
压缩机的功率
P?Cpm(T1?T2)?P （5分） 1V1Cp(T2?T1)?2.74?104KJ/h?7.60KW RT1
2.解：① 采用渐缩管临界压力Pcr?PMpa?Pb1?cr?0.4368故P2?Pcr?0.4368Mpa?P2???T2?P1??1??Pk?1k?845.6K2KR(T1?T2)?565.6m/sK?1
（8分）
出口流速W2?2Cp(T1?T2)?P2?Pb?0.2Mpa?P2?T2?T1??P???1?k?1k② 采用缩放管?706.7K2KR(T1?T2)?817.5m/sK?1
（7分）
出口流速W2?2Cp(T1?T2)?3.解：该顶面与外界换热有：对流换热量Q1、吸收太阳的热量Q2、向太空辐射散热Q3
① Q1??A?tf?tw??20?400?(25?15)?80Kw(3分)
Q2??sAGscos??0.15?400?1000?cos30o?51.962kw② (5分)
③ Q3???A?Tw4?Ts4?(5分) ?0.94?5.67?10-8?400?(2884?2434)?72.334Kw2 ? Q3600? 10故冷损失量 Q ? ( Q 1 ? Q 3) ? ? 1 .789 5 kw (2分)
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10分,）B卷
1.C 2 A 3.A 4.A 5.A
二、填空题（每题5分，共20分,）
1、-190KJ 2、33.85% 3、0.267KJ/kg.k 31.1Kg/kmol 4、10.8℃
三、简答题（每题5分，共25分）
1、答:可能可逆也可能不可逆，当热源温度与空气温度随时保持无限小的温差时可逆。 2、证明：因为系统与外界无热量和功量交换，故过程热力学能不变，即T2=T1
P222 ?s?Cm,plnT?RmlnP??Rmln?19.144KJ/kmol.kT1PP11
因为?S?0,故此过程不可逆。
p3、答：过程1-2即为所求
2 1n=0n=1
n=k n=∞v
4、答: 短管的平均换热系数大。因为流体在入口段温度边界层较薄，故换热能力强，即
有“入口效应”。
5、答：钢锭被加热时，当金属温度较低，实际上没有可见光辐射，不能觉察到金属颜色
的变化。但随着温度的升高，热辐射中可见光的比例不断增加，故金属将相继呈现颜色变化直到白炽。
四、计算题（共45分）
1.解：① 临界压力Pcr?P1??cr?1.32MPa?Pb
故 P2?Pcr?1.32MPa T2?T1(p2p1)k?1k?294k（8分）
3② v?v(P1)1k?0.064m/kg21P2 A2w2q?mV2?5.37kg/s
k出口流速 w2?2Cp(T1?T2)?2R(T1?T2) ＝343.8msk?1 （7分）
增压比相同2、解：①
?1p2nnP2?PMpaT2?T1()?444k1P3?0.548 （ （5分） p
1
②单级耗功
n?1??n??np??2??1??1.3?0.1?106?800??0.5481.3?1?1??1.67?105KJ/hWc,n?PV11?????p1??1.3?1n?11.3??? ???? 总耗功Wc?2?Wc,n?3.33?105KJ/h
③高、低压气缸散热量
Qk?n1?Q2?n(k?1)Wc,n?0.32?105KJ/h中间冷却器散热QPV3?m.Cp(T2?T1)?11?Cp(T2?T1)?1.34?105KJ/h
RT1
故散热量Q?Q51?Q2?Q3?1.98?10KJ/h
3.解：① 板1的本身辐射为 E 1 ? ?? T 41 ? 5878 w / m 2 ② 两板间辐射换热量为 2、两板间辐射换热量为
q?Eb1?Eb2 q1,2?Eb1?Eb2?4592.67w/m21,21?45921.67w1/??1?1??m?21?1?21?2J1??1 JEb1?1??11?q1,21?Eb1??q1,2 ?6200.15k/m?11 ?6200.15k/m板1的反射辐射 P1G1?J1?E1?322.15w/m2
板1的反射辐射③ 对板 P1板1的反射辐射1的投射辐射等于板J G1? J1?E1?3222.15的有效辐射w/m2 1??222 ? Eb2 ? ? P1G1 ?J1?E1?2322.15w/m
2q 1 ,2 ? 1607 .44 w / m 3、对板1的投射辐射等于板3、对板1的投射辐射等于板2的有效辐射2的有效辐射J 2?Eb2?1??2?Jq1,22??2Eb16072?.144?w?/2m2 ?q1,2?1607.44w/m22 （5分）
（5分）
5分）
（5分） (5分） （