热力学复习资料

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1、热力学复习资料(总6页)-本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可-内页可以根据需求调整合适字体及大小-热力学与传热学综合复习资料一、判断题1、系统由某一状态变化到另一状态,在这两个状态之间所有过程所作的膨胀功都相等。()2、理想气体不论经历什么样的过程,其焓增均可用Ah J2c dT计算。()i p3、没有能量耗散的准平衡过程为可逆过程。()4绝热节流前后工质的焓值相等。()5若容器中气体的绝对压力没有改变,则其压力表的读数就不会改变。()二、填空题1、计算可逆过程膨胀功的基本公式为,用比热计算加热量的基本公式为。2、稳定流动能量方程可写作,当它用于换热器计算热交换量时可简化为。3、在两个恒

2、温热源之间有两个可逆循环,其中一个循环的工质是理想气体、热效率为A;另循环的工质是等离子气体,热效率为试比较这两个循AB环热效率的大小。4、某热机在两恒温热源1000K和400K之间工作,若热机吸热5000KJ,那么此热机的最大热效率为;最大循环净功为。三、简答题1、在寒冷的北方地区,建房用砖采用实心砖好还是空心砖好为什么2、冬天,在相同的室外温度条件下,为什么有风时比无风时感到更冷3 在一有空调的房间内,夏天和冬天的室温均控制在20C。在同样舒适的感 觉下,冬天要穿毛衣,而夏天只须穿衬衣,这是为什么4 . Nu数和Bi数均可写成h的形式,二者有何区别九四、名词解释1、传热过程2、灰体3、傅里

3、叶准则4、格拉晓夫准则五、计算题1 容积为V二的瓶内装有氧气其压力为p二105Pa,温度为T=294K。随后1 1发生泄漏,压力降至p二105Pa时被发现,而温度T =T未变。试问到发现为1止共漏去多少kg氧气氧气R =260/92 在恒温热源T =700 K和T =400K之间进行循环。当W =1000kJ, Q =4000kJ1 2 0 2时,试用计算说明:循环的方向性。3 外径为100 mm,表面温度为100 C,黑度为的圆筒壁,被水平放置于一温度为20C的大房间中。已知圆筒壁外表面与空气的纯对流换热系数为(m2 K),试计算单位长度圆筒壁散失到房间中的总热量。4 水以s的速度从内径为2

4、5mm的直长管内流过,已知管的内表面温度为90C,水的进、出口温度为20C。和40C。,试计算为满足要求所需的管子长建议使用公式:化=0.023 Reo$ Pro.4f f 0.11丿 14, l/d & 50)水的物性参数:30C。时,= ms, c =(kgpK),入=(mK),= x10-6 m2/s= x10-6kg/(m s), Pr= ; 90C时,= x10-6 kg/(m s)o热力学与传热学综合复习资料参考答案一、判断题1-5 xVVVx二、填空题1、计算可逆过程膨胀功的基本公式为_ w二12pdv,用比热计算加热量的1基本公式为_ q = J2 cdt_。112、稳定流动能

5、量方程可写作q八h +厅山2 + gAz + w,当它用于换热2i器计算热交换量时可简化为q = Ah = h - h。2 13、在两个恒温热源之间有两个可逆循环,其中一个循环的工质是理想气体、热效率为A;另循环的工质是等离子气体,热效率为试比较这两个循AB环热效率的大小A二B 。AB4、某热机在两恒温热源1000K和400K之间工作,若热机吸热5000KJ,那么此热机的最大热效率为60%;最大循环净功为 3000kJ。三、简答题1、在寒冷的北方地区,建房用砖采用实心砖好还是空心砖好为什么采用空心砖好些。因为空心砖内含有热导率很小的不流动的气体,其导热系数 要比实心砖低得多,导热热阻大;在相同

6、的温度条件下,散热损失较少、利于 保温。3、冬天,在相同的室外温度条件下,为什么有风时比无风时感到更冷人体与周围大气之间存在对流换热,其强度与流体速度有关:没风时为自然对 流,换热强度较小;有风时为强迫对流换热,与没风时相比,对流换热系数大 得多。在相同的气温条件下,人体散热量更多,故而感到更冷5 在一有空调的房间内,夏天和冬天的室温均控制在20C。在同样舒适的感 觉下,冬天要穿毛衣,而夏天只须穿衬衣,这是为什么答:主要是由于人体表面与室内环境辐射换热量在冬夏之间的巨大差别造成 的。同一室温下,人体与周围空气间的对流换热强度相同。但是,夏天室内墙 壁温度较高(高于20C。),人体表面与其辐射换

7、热量较少,使人体夏天散热量 较少。而冬天室内墙壁温度较低(低于20C。),人体表面与其辐射换热量大, 使冬天散热量很大。要想获得同样舒适的感觉,冬天要穿厚毛衣,而夏天只须 穿薄衬衣即可。6 . Nu数和Bi数均可写成h的形式,二者有何区别答:(1) Nu数中的 为流体的热导率;Bi数中的 为导热物体的热导率。(2) Nu数中的h为待定参数,Nu为待定特征数;Bi数中的h为已知参数, 由第三类边界条件确定,Bi为已定特征数。(3)物理意义不同。Nu表示贴壁 流体的无量纲的温度梯度,在其它条件相同的情况下,Nu数可反映对流换热的 强弱。Bi数表示第三类边界条件下物体内部导热热阻和表面处换热热阻的比

8、 值。四、名词解释1、传热过程高温流体通过固体壁面传热于低温流体的过程。3、灰体单色吸收率九与波长无关的物体。5、傅里叶准则F =竺,表征物体非稳态导热过程进行的深度。o 126、格拉晓夫准则葛拉晓夫准则一一G =竺上色,表征流体的浮升力与粘性力的相对大小rV 2五、计算题1 容积为V二的瓶内装有氧气其压力为p二105Pa,温度为T=294K。随后1 1发生泄漏,压力降至p二105Pa时被发现,而温度T =T未变。试问到发现为1止共漏去多少kg氧气氧气R =260/9解:理想气体状态方程:pV=mRTg初态时氧气质量为mpV=1=6.865 x 105 x 0.0283=0.254kg1R T

9、g 1260 x 294终态时氧气质量为mp VC厶4.901 x 105 x 0.0283=0.181kg2R Tg 2260 x 294则漏去的氧气质量为m=m-m = kg4 在恒温热源T =700 K和T =400K之间进行循环。当W =1000kJ, Q =4000kJ1 2 0 2时,试用计算说明:循环的方向性。解:根据能量守恒得Q=1000+4000=5000 (kJ)假定为逆向循环,则宀7 +a s =务-厶 =-2.8571 0isoT T1 2符合熵增原理,所以进行的是正向循环。(2分)5 外径为100 mm,表面温度为100 c,黑度为的圆筒壁,被水平放置于一温度为20C

10、。的大房间中。已知圆筒壁外表面与空气的纯对流换热系数为(m2 K),试计算单位长度圆筒壁散失到房间中的总热量。解:这是一个复合表面的换热问题。先求辐射换热量:已知 T =100+273=373K T =20+273=293Krlwrl-bw处= A (E E )1 A 1 r 1 1 + + X A 1 1,2 2 2则=殳=8KdQ (T 4 T 4)l1 b W grl=0.76x3.14xO.lx5.67x 10-8 x(373.154 -293.154)= 162.49W/m再求对流换热量cl =h 兀d(t t ) = 7.03 x 3.14 x 0.1 x (100 20) = 1

11、76.68 W/m clcW g则总散热损失为:二+=176.68 +162.49 = 339.17W/mlcr4 水以s的速度从内径为25mm的直长管内流过,已知管的内表面温度为90C,水的进、出口温度为20C。和40C。,试计算为满足要求所需的管子长0.11(Ref 104,l/d 50)度。建议使用公式:Nu二0.023Re o.8 Pro.4f水的物性参数:30C时,二m3, c =(kg K),入=(m K),=x10-6 m2/s ,=x10-6pkg/(m s), Pr= ; 90C时,=x10-6 kg/(m s)。解:这是一个管内强迫对流换热问题。查物性 流体平均温度t =

12、=1 =巴岂=30C壁温t =90 C f22w水的物性参数:f=m3, c f=(kg K),入f=(m K),f=xi0-6 m2/s , f=x10-6 kg/(m s), Pr= ;=x10-6 kg/(m s)。fwRe = Ufd = 1.64x0.025 二5.0932x 104 104 为湍流 / v0.805 x 10-6f(3)选择公式,计算表面传热系数假设满足仃 50 ;又J流体被加热时,m = 0.4,n = 0.11,则nNu = 0.023Re.8Pr0.4 (匚)0.11ff f nw(801 20、0.110.023x (5.0932x 104)0.8 x (5.42)0.4 x = 292.11、314.78 丿=沖1 x 驢=沁72 W/(m2 K)(4)计算管长热平衡方程:兀=d 2 u p c (t 一 t ) = h 兀 dl (t t )4f f pff fw fp u dc (t t)l = 匚_f p 匚4h(t t )w f校核:Vd = 1.96%.025 = 78-650成立,计算可靠。992.2 x 1.64 x 0.025 x 4174 x (40 20) = 1 凉m4 x 7232.72 x (90 30)

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