练习题热工.docVIP

1．有1 kg空气，初始状态为=0.5MPa、=150℃，膨胀到终了状态=0.1MPa，膨胀过程有三种形式：（1）定温过程；（2）绝热过程；（3）多变过程，多变指数1.2。试将各过程画在图和图上，并求出各种过程熵的变化量。设过程可逆，且比热为定值。 2．某车间在冬季每小时经过四周散出外界环境的热量为3×10kJ。已知该车间各种工作机器所耗的功率中有50 kW将转化为热量，室内还经常点着50盏100 W的电灯，问该车间在冬季为了维持恒定的室温，是否还需要外加采暖设备？如要，则每小时需供多少热量？ 3．某电厂的发电量为2500kw，已知煤的发热量为29000 kJ/kg，发电厂效率为37%。问该发电厂每昼夜要消耗多少煤？ 4．开水房烧开水，用1大气压下100℃的水蒸气和20℃的水混合，问欲得到2000kg开水，需要用多少蒸汽（设水的汽化潜热为520kJ/kg）。 5．100kg温度为0℃的冰，在20℃的环境中融化为水后升温至20℃。已知冰的溶解热为335kJ/kg，水的比热容为=4.187 kJ/(kg.K)，求:冰融化为水的熵变量；6bar、700℃，若使出口处空气温度500℃，试确定喷管的形式 7．试证明比热为定值的理想气体，定熵地流过喷管时，滞止温度与任一点的温度、流速及马赫数之间的关系为: 8．两物体A和B的质量及比热相同温度各为T1和T2，且T1T2。设环境温度为T0。（1）按一系列微元卡诺循环工作的可逆机以A为热源，以B为冷源，循环进行后A物体的温度逐渐降低，B物体的温度逐渐升高，直至两物体的温度相同，同为Tf为止，试证明：；（2）若A和B直接传热，热平衡时的温度为Tm，求Tm。 9．有一循环发动机，工作于热源=1000K及冷源=400K之间，若该热机从热源吸热1360kJ作功833kJ.问该热机循环是可逆的？不可逆的？还是根本不能实现的？10．内燃机混合加热循环，如图所示，已知90℃，400℃，590℃，300℃，工质视为空气，比热为定值。求循环热效率。 11．内燃机定容加热循环1-2-3-4-1如图1，如果绝热膨胀的终点不在点4，而是一直膨胀到点5，使4点与5点压力相等，试在T-S图上表示循环1-2-3-4-5-1，并根据T-S图上两个图形比较它们哪个循环的热效率更高。 图1 12．一制冷机工作在245K和300K之间，吸热量为9kW，制冷系数是同温限卡诺逆循环制冷系数的75%，试计算： (1) 向热源放热量; (2) 制冷系数。 13．已知房间内墙表面温度为16℃，对应的饱和状态下的含湿量为11g/kg，当房间内空气温度为22℃，含湿量为11g/kg时对应的相对湿度为0.6，为防止墙表面发生水珠凝结，问室内空气的相对湿度最大不能超过多少，为什么。 14.在内径为50cm的圆管，流体在管内流动，若流体只占圆管的一半，试计算当量直径。 15、一炉子的炉墙厚13cm，总面积为20m2，平均导热系数为1.04w/m·k，内外壁温分别是520℃及50℃。试计算通过炉墙的热损失。如果所燃用的煤的发热量是2.09×104kJ/kg，问每天因热损失要用掉多少千克煤？ 16、有一厚度为20mm的平面墙，其导热系数为，为使墙的每平方米热损失不超过1500W，在外侧表面覆盖了一层导热系数为的隔热材料。已知复合壁两侧表面温度分别为和，试确定隔热层的厚度。 1、解： =0.5MPa、=150℃，=0.1MPa， （1）定温过程： （2）绝热过程；ΔS=0 （3）多变过程，多变指数1.2： = 2、解： Q=-3×10kJ+(50+50*100/1000)*3600=-102000kJ 需外加采热102000kJ/小时，即28.33kw。 4、解： 设需要水m kg McΔt=(2000-m)r M*80*4.18=520*(2000-m) M=520*2000/(80*4.18+520)=1217.23kg，需要蒸汽为782.77kg 5、解：100kg0℃的冰融化所需热量 ； 水的熵变 6、解：定熵流动过程，则，0.528，则该气流在管道中流动为超音速，采用缩放型喷管 8、解：（1）可逆热机循环完成后系统总熵增为零 ，， ， （2）物体1放热量等于物体2的吸热量，系统总吸放热等于零 ， ， 9、解： 10、解： t4 =728℃ = =(190+1.4*131)/210=1.825 或解: , 14、解：湿周周长为：P=πd/2+d=1.57*50+50=128.5cm 面积：A=πr*r/2=3.14*25*25/2=981.25 当量直径为：d’=4A/p