工程热力学与传热学试卷.docVIP

浙江工业大学期终考试命题稿 2007 /2008 学年第 1 学期 课程名称 工程热力学与传热学 使用班级 安全工程0601 教师份数 学生份数 36 命题人 审核人 命题总页数 页 每份试卷需用白纸 2 大张 命题注意事项： 一、命题稿请用A4纸电脑打印，或用教务处印刷的命题纸，并用黑墨水书写，保持字迹清晰，页码完整。 二、两份试题必须同等要求，卷面上不要注明A、B字样，由教务处抽定A、B卷。 三、命题稿必须经学院审核，并在考试前两周交教务处。 浙江工业大学07/08学年 第一学期期终试卷 A卷 课程 工程热力学与传热学 姓名 班级 安全工程0601 学号 （25%）填空与简答： 按系统与外界的能量交换情况，热力系统可分为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ （15%）某燃气轮机装置如图所示，已知压气机进口处空气流量为100kg/s，空气的比焓h1=290/kJ/kg。经压缩后h2=580kJ/kg，cf2=20m/s，在燃烧室燃烧使工质吸入热量q=670kJ/kg，燃烧室出来的燃气绝热膨胀到状态3，h3=800kJ/kg,流速增加到cf3，此燃气进入动叶片，推动转轮做功。若燃气在动叶片中的热力状态不变，只是速度降低，最后离开燃气轮机的速度cf5=100m/s。求： 压气机消耗的功率N12为多大？ 燃气在喷管出口处的流速cf3是多少？ 燃气轮机的功率N45为多大？ （13%）柴油机气缸吸入温度t1=60(C，压力P=0.1MPa的空气，经可逆绝热压缩使空气的温度等于燃料的着火温度720(C，问压缩比v1/v2为多少？压缩过程所做的功为多少？(空气的气体常数R=0.287kJ/(kg(K),绝热指数k=1.4) （12%）容积为0.4m3的刚性容器中，储存有t=350(C的水蒸汽，其压力表读数(表压)为0.15MPa，现容器对环境散热，使压力下降到压力表读数为0.04MPa，当地大气压力为0.1MPa。 确定初态是什么状态？ 求水蒸汽的终态温度 求过程所放出的热量 （15%）某压力容器内有压力p1=0.15MPa，温度为t1=20(C的空气，若压力容器壁有一裂纹，泄出时气体压与环境压力相同为0.1MPa，泄漏过程可视为绝热过程，试计算： 容器中气体的焓h1（cp=5R/2,k=1.4） 气体出口时的温度t2 气体出口时焓h2 根据稳定流动能量方程确定气体出口流速cf。 （10%）热电厂有一外径为120mm的过热蒸汽管道，用热导率为0.04W/(m(K)的玻璃面保温，保温层厚度为20mm，已知钢管外壁温度为300(C，若保温层与空气的对流换热系数为5W/(m2(K)，试求每米管道的热损失，环境温度为20(C。 （10%）某高温炉外表面温度为120(C，表面积为0.85m2，环境温度为20(C，若对流换热系数为5 W/(m2(K)，高温炉表面黑度为0.8，使求高温炉向环境散发的热量。(黑体辐射常数(b=5.67(10-8W/(m2(K4)) 二.解： (1)w=h2-h1+0.5*cf2^2=580-290+0.5*20^2*0.001=290kJ/kg N12=w*100=290*100=29000kW (2)q=h3-h2+0.5*cf3^2-0.5*cf2^2 670*1000=800*1000-580*1000+0.5*cf3^2-0.5*20^2 cf3=sqrt(450*2*1000+20^2)=949m/s (3)w45=0.5*(cf3^2-cf5^2)*0.001=0.5*(949^2-20^2)*0.001=450kJ/kg N45=450*100=45000kW 三.解： pv=RT v1/v2=(T2/T1)^(1/(k-1))=((720+273)/(60+273))^(1/0.4)=15.4 w=(12pdv=p1v1v1k-1/vk dv= p1v1v1k-1/(k-1)(1/v2k-1-v1k-1)=R(T2-T1)/(k-1)