熱工課后題答案

習(xí)題及局部解答

第一篇工程熱力學(xué)

第一章根本概念

1.指出以下各物理量中哪些是狀態(tài)量，哪些是過(guò)程量：

答：壓力，溫度，位能，熱能，熱量，功量，密度。

2.指出以下物理量中哪些是強(qiáng)度量：答：體積，速度，比體積，位能，熱能,

熱量，功量，密度。

3.用水銀差壓計(jì)測(cè)量容器中氣體的壓力，為防止有毒的水銀蒸汽產(chǎn)生，在水

銀柱上加一段水。假設(shè)水柱高200〃"〃，水銀柱高80()〃〃〃，如圖2-26所示。

大氣壓力為735如〃Hg,試求容器中氣體的絕對(duì)壓力為多少枕〃？解：根據(jù)

壓力單位換算

4.鍋爐煙道中的煙氣常用上部開(kāi)口的斜管測(cè)量，如圖2.27所示。假設(shè)斜管傾

角a=30°，壓力計(jì)中使用夕=0.8g/c加的煤油，斜管液體長(zhǎng)度4=200加,當(dāng)

地大氣壓力為=0.1MPa,求煙氣的絕對(duì)壓力(用MPa表示)解：

5.一容器被剛性壁分成兩局部，并在各部裝有測(cè)壓表計(jì)，如圖2-28所示，其

中。為壓力表，讀數(shù)為11()攵B為真空表，讀數(shù)為45攵4。假設(shè)當(dāng)?shù)卮髿鈮?/p>

ph=97kPa,求壓力表A的讀數(shù)(用女Pa表示)p,，、=155kPa

6.試述按以下三種方式去系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)與外界見(jiàn)換的能量形式是什么。

(1).取水為系統(tǒng)；

(2).取電阻絲、容器和水為系統(tǒng)；

(3).取圖中虛線內(nèi)空間為系統(tǒng)。

答案略。

7.某電廠汽輪機(jī)進(jìn)出處的蒸汽用壓力表測(cè)量，起讀數(shù)為13.4M&;冷凝器內(nèi)的

蒸汽壓力用真空表測(cè)量，其讀數(shù)為706皿〃Hg。假設(shè)大氣壓力為0.098MPa,試

求汽輪機(jī)進(jìn)出處和冷凝器內(nèi)的蒸汽的絕對(duì)壓力(用表示)

=0.0247MPa;=0.0039MPa

8.測(cè)得容器的真空度億=550〃〃出g,大氣壓力/%=0.098M出,求容器內(nèi)的絕對(duì)

壓力。假設(shè)大氣壓變?yōu)镸=0102M&,求此時(shí)真空表上的讀數(shù)為多少

mmMPa?p=0.0247MPa,p；=579.8MPa

9.如果氣壓計(jì)壓力為83b小試完成以下計(jì)算：

⑴.絕對(duì)壓力為0.1MR/1時(shí)的表壓力；

⑵.真空計(jì)上的讀數(shù)為70gz時(shí)氣體的絕對(duì)壓力；

(3).絕對(duì)壓力為502'時(shí)的相應(yīng)真空度(kPa);

(4).表壓力為0.25Ma時(shí)的絕對(duì)壓力(kPa)o

(1).【%=口kPa；

(2).p=13kPa;

(3).pv=33kPa;

〔4[.p=333kPa。

10.攝氏溫標(biāo)取水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為0℃和100℃,而華氏

溫標(biāo)那么相應(yīng)地取為32°F和212°F。試導(dǎo)出華氏溫度和攝氏溫度之間的換算

關(guān)系，并求出絕對(duì)零度所對(duì)應(yīng)的華氏溫度。

將水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的冰點(diǎn)值321和0℃,以及沸點(diǎn)值292/和00℃代

入，得

解該二元一次方程組，得：4=1.8,3=32。

從而有tF=1.8r+32

當(dāng)，=-273.15。時(shí)，有

11.氣體進(jìn)行可逆過(guò)程，滿(mǎn)足〃V=C(C為常數(shù))，試導(dǎo)出該氣體從狀態(tài)1變化到

狀態(tài)2時(shí)膨脹功的表達(dá)式，并在〃-V圖上定性畫(huà)出過(guò)程線、示出膨脹功。

答案：略

12.某氣體的狀態(tài)方程為/W=RJ,試導(dǎo)出：

(1).定穩(wěn)下氣體〃.之間的關(guān)系；

(2),定壓下氣體匕7之間的關(guān)系；

(3).定容下氣體p,T之間的關(guān)系。

答案：(1).三=工；⑵.△=乙；(3)佇=%。

Pi匕v,7；1入T]

第二章熱力學(xué)第一定律

1.一蒸汽動(dòng)力廠，鍋爐的蒸汽產(chǎn)量為4=180x1()3依/〃，輸出功率為Q=55OO(RW,

全廠耗煤%“=19.5〃〃，煤的發(fā)熱量為“"30X10UJ/依。蒸汽在鍋爐中吸熱量

q=2680XJ/依。試求：

(1).該動(dòng)力廠的熱效率力;

(2).鍋爐的效率%(蒸汽總吸熱量煤的總發(fā)熱量)。

解：(1).鍋爐中蒸汽吸熱量

熱效率上二事工"％

〃4%1.34xl05

(2).鍋爐效率

2.系統(tǒng)經(jīng)一熱力過(guò)程，放熱溝對(duì)外做功26〃。為使其返回原狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)加熱

6kJ，問(wèn)需對(duì)系統(tǒng)作功多少？

解：由。二八。+印得

對(duì)于返回初態(tài)的過(guò)程

故需對(duì)系統(tǒng)做功28燈。

3.氣體在某一過(guò)程只能感吸收了54心的熱量，同時(shí)熱力學(xué)能增加了94U。此過(guò)

程是膨脹過(guò)程還是壓縮過(guò)程？系統(tǒng)與外界交換的功是多少？

答案：此過(guò)程為壓縮過(guò)程；此過(guò)程中系統(tǒng)與外界交換的功是-406。

4.1版空氣由~=5"尸。,「=0.5”為膨脹至)凸=05用尸。"2=500℃,得到熱量506AJ，

對(duì)外做膨脹功506口。接著又從終態(tài)被壓縮到初態(tài)，熱出熱量390/，試求：

(1).［膨脹過(guò)程空氣熱力學(xué)能的增量；

(2).壓縮過(guò)空氣熱力學(xué)能的增量；

(3).壓縮過(guò)程外界消耗的功。

答案：(1).At/=0;(2).△〃=()；(3).W=-390kjo

5.閉口系統(tǒng)中實(shí)施以下過(guò)程，試填補(bǔ)表中的空缺數(shù)據(jù)。

回。，假設(shè)外界對(duì)系統(tǒng)左貢230，吸收熱量為多少？

⑶.設(shè)U0db=5kj,Ud=45kj,,那么過(guò)程a-d和d-b中系統(tǒng)吸收的熱量

各為多少？

答案⑴.2巡=60切；⑵,QL73kj;

⑵.2“/=506；⑷.Qdb=10kj。

7.容積為1小的絕熱封閉的氣缸中裝有完全不可壓縮的流體，如圖2-31所示。

試問(wèn)：

(1).活塞是否對(duì)流體做功？

⑵.通過(guò)對(duì)活塞加壓，把流體壓力從Q=0.2M&提高到〃3=3Ma,

熱力學(xué)能變化多少？焰變化多少？

答案(1).W=o；(2).△〃=(),△〃=2.8xl()3幻。

8.一質(zhì)量為450。必的汽車(chē)沿坡度為15。的山坡下行，車(chē)速為300〃z/s。在距山腳

100,“處開(kāi)始剎車(chē)，且在山腳處剛好剎住。假設(shè)不計(jì)其它力，求因剎車(chē)而產(chǎn)生的

熱量。

0=2.04xlO5Ayo

9.某蒸汽動(dòng)力裝置，蒸汽流量為40〃〃，汽輪機(jī)進(jìn)出口處壓力表讀數(shù)為9MP。，

進(jìn)口比為344。燈/小，汽輪機(jī)出口比焰為2240向7小，真空表讀數(shù)為95.0Qa,當(dāng)

時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?&66A&,汽輪機(jī)對(duì)環(huán)境放熱為。試求：

(1).汽輪機(jī)進(jìn)出口蒸汽的絕壓各為多少？

(2).單位質(zhì)量蒸汽經(jīng)汽輪機(jī)對(duì)外輸出功為多少？

(3).汽輪機(jī)的功率為多少？

答案⑴.

(2).=1200燈/口

(3).尸=1.332xl0"W

(4).考慮進(jìn)出口動(dòng)能差后外的相對(duì)偏差

10.進(jìn)入冷凝器的泛汽的蒸汽為〃二°O05MP〃，比焰4=25004〃必，出口為同壓

下的水，比焰為色=137.776/必，假設(shè)蒸汽流量為22//〃，進(jìn)入冷凝器的冷卻水溫

為r二17也，冷卻水出口溫度為4=3()七，試求冷卻水流量為多少？水的比熱容

為4.18kj/(kg.K)。

答案956.4x103(依/力

11.某活塞式氮?dú)鈮簹鈾C(jī)，壓縮的氮?dú)獾膮?shù)分別為：匕=。?88加/必；

P2=L0MPa,吁0.16〃門(mén)小。設(shè)在壓縮過(guò)程中每口氮?dú)鉄崃W(xué)能增加18。3同

時(shí)向外放出熱量6°燈。壓氣機(jī)每min生產(chǎn)壓縮氮?dú)?8小，試求：

(1).壓縮過(guò)程對(duì)每小氮?dú)馑龅墓Γ?/p>

(2).生產(chǎn)每依壓縮氮?dú)馑璧墓Γ?/p>

(3).帶動(dòng)比壓氣機(jī)至少要多大的電動(dòng)機(jī)。

答案(1).0=-240Ay7kg;

⑵./h=—312kj/kg；

(3).P=93.6kWo

12.流速為60。加s的高速空氣突然受阻停止流動(dòng)，即。2二°,稱(chēng)為滯止。如滯止

過(guò)程進(jìn)行迅速，以致氣流受阻過(guò)程中與外界的熱交換可以忽略，問(wèn)滯止過(guò)程空

氣的焰變化了多少？

答案bh=\80kj/kg

第三章理想氣體及其混合物

1.把C°2壓送到體積為。5，〃3的貯氣罐內(nèi)。壓送前貯氣罐上的壓力表讀數(shù)為

3kPa,溫度為20。。，壓送終了時(shí)壓力表讀數(shù)為30h/溫度為50(。試求壓送

到罐內(nèi)的CQ的質(zhì)量。大氣壓力為Pb二°』MPa。

解

3

Pi=ph+I2=0.1xIO+3=10%kP*

3

p2=Pb+Pg?=0.1x10+30=130(Z尸〃)

勺吟=若=。?189［姐(依.幻］

由pV=〃iRJ

“VJ(%Pl

Am=

RJ?R3人51

0.5(130x1()3103x1()3]

O.189xlO3X|,50+273-20+273J=0.143(依)

2.體積為08加的某鋼性容器內(nèi)盛有了7(XU&.20C的氮?dú)狻Ｆ可涎b有一排氣

閥，壓力到達(dá)875ZR/時(shí)發(fā)門(mén)開(kāi)啟，壓力降到840仁出時(shí)關(guān)閉。假設(shè)由于外界加熱

的原因造成閥門(mén)開(kāi)啟，問(wèn)：

(1)閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體溫度為多少？

(2)因加熱造成閥門(mén)開(kāi)閉一次期間瓶?jī)?nèi)氮?dú)馐ザ嗌?？設(shè)瓶?jī)?nèi)空氣溫度在排

氣過(guò)程中保持不變。

答案⑴r2=93.3℃；(2)甌7=0.0097依

3.氧氣瓶的容積丫=。-30〃/瓶中氧氣的表壓力為?！?加尸劭=30(。問(wèn)瓶中盛

有多少氧氣？假設(shè)氣焊時(shí)用去一半氧氣，溫度降為-2=20(,試問(wèn)此時(shí)氧氣的

表壓力為多少(當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，二°JMP〃)

答案"2=7.86依;/小=0.625MPa

4.某鍋爐每小時(shí)燃煤需要的空氣量折合表準(zhǔn)狀況時(shí)為66000/"。鼓風(fēng)機(jī)實(shí)際送

入的熱空氣溫度為250(,表壓力為20.0kP〃，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽楸?0.1M&,求實(shí)

際送風(fēng)量(〃/")。

+3

解P=PbP8=0.1+20x10~=0.12(MPa)

由PQv=q,”RgT

pqvo_PM，。

得7益

迎ZL」13325X660%(250+273)=]068XI05Q")

7

T(｝《2730.12、

5.某理想氣體比熱比&=c"c"1.4,定壓比熱容j,=1.042求該氣體的

摩爾質(zhì)量。

解由皂=攵及c-d=R=￡

cvM

得M=-J、=---_=27.93(g/mol]

cp(\-\!k)1.042x(1-1/1.4)'，'

6.在容積為。/疝的封閉容器內(nèi)裝有氧氣，其壓力為300〃Pa,溫度為15(,問(wèn)應(yīng)

參加多少熱量可使氧氣溫度上升到80。(？

⑴按定值比熱容計(jì)算；

⑵按平均比熱容計(jì)算。

解4=2==。26k〃(依刈

M32

⑴Q=mcv\t=m久&F)=1.2xgx0.26x(800-15)=612.3(V)

⑵查得礎(chǔ)5=O.656欠J/^g.K)

7.摩爾質(zhì)量為3()&g的某理想氣體，在定容下由275C,加熱到845(,假設(shè)熱力

學(xué)能變化為400攵〃口，問(wèn)焰變化了多少？

答案4?=557.93必

8.將1口氮?dú)庥梢?30°定壓加熱到MO。。，分別用定值比熱容，平均比熱容(表)

計(jì)算其熱力學(xué)能和焰的變化。

用定值比熱容計(jì)算

用平均比熱容計(jì)算

9.2依的CO?,由P1=800步m=900'C膨脹到〃2=120火〃也=600℃，試?yán)枚?/p>

值比熱容求其熱力學(xué)能、焰和燧的變化。

解

10.在體積為V=1.5加的鋼性容器內(nèi)裝有氮?dú)?。初態(tài)表壓力為P』=2.0M',溫

度為230P,問(wèn)應(yīng)參加多少熱量才可使氮?dú)獾臏囟壬仙?50(?其焰值變化是

多少？大氣壓力為O.IMPa。

⑴按定值比熱容計(jì)算；

⑵按真實(shí)比熱容的多項(xiàng)式計(jì)算；

⑶按平均比熱容表計(jì)算；

(4)按平均比熱容的直線關(guān)系式計(jì)算。

解

(1)

(2)查得

C〃,m=[)+《丁+出??？

-8

%=27.3146,q=5.2335x10-3,生=-0.42xl0

/?=—=生”=0.7532(公〃o/)

m28

Q=f嗚，M=(g?-R\lT=4；nCpj/T-〃RfdT=(4+q7+4?\lT-nR\T

=〃(甸7+伴尸+/廣卜：一成伉一萬(wàn))

=0.7532x[27.3146x(1023-503)+1x5.2335x10-3x

(10232-5032)+1x(-0.42)x10-8x(10232-5032)-0.7532x8.314x(1023-503)]=9.005x1

△H=fnCpmdT=Q+nR\T

=9.005xl03+0.7532x8.314x(l023-503)=1.226x104(kJ)

⑶查得

(4)查得

11.某氫冷卻發(fā)電機(jī)的氫氣入口參數(shù)為以=0.2"&5=40（,出口參數(shù)為

p*2=0.19MRV2=66“C。假設(shè)每分鐘入口處體積流量為1.5加3,試求氫氣經(jīng)過(guò)發(fā)

電機(jī)后的熱力學(xué)能增量、焰增量和燧增量。設(shè)大氣壓力為p〃=0.1M出。

⑴按定值比熱容計(jì)算；

⑵按平均比熱容直線關(guān)系式計(jì)算。

解

（1）按定值比熱

7=J8=：x4.157=14.55［心/（匕人）］

O=Cp_Rg=14.55一4.157=10.39k，/（Ag.K）］

A（7=q,ncy\t=0.3459x1（）.39x（66-40）=93.44（V/min）

AH=qmcp^t=0.3459x14.55x（66-40）=130.9（H/min）

△S=q{cnIn正〕=0.3459xfl4.55InW.、］-4.1571n—1=0.4504［k〃（K.min）

I4I40+2730.3）二八7

（2）按平均比熱容的宜線關(guān)系式

12.利用內(nèi)燃機(jī)排氣加熱水的余熱加熱器中，進(jìn)入加熱器的排氣（按空氣處理）

溫度為3（）0（,出口溫度為8（）（。不計(jì)流經(jīng)加熱器的排氣壓力變化，試求排氣

經(jīng)過(guò)加熱器的比熱力學(xué)能變化，比焰變化和比嫡的變化。

⑴按定值比熱容計(jì)算；

⑵按平均比熱容（表）計(jì)算。

答案

⑴

⑵

13.進(jìn)入氣輪機(jī)的空氣狀態(tài)為曲小“600^,絕熱膨脹到l°°"a300。。，略去動(dòng)

能、位能變化，并設(shè)大氣溫度為"=300K,試求：

(1)每千克空氣通過(guò)氣輪機(jī)輸出的軸功；

(2)過(guò)程的嫡產(chǎn)及有效能損失，并表示在r-s圖上;

(3)過(guò)程可逆膨脹到IOOZa輸出的軸功。

解

⑴

⑵

炳產(chǎn)及有效能損失i如圖3-36中陰影面積所示。

(3)

14.由氧氣、氮?dú)夂投趸冀M成的混合氣體，各組元的摩爾數(shù)為

試求混合氣體的體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)和在〃=400〃&/=27(時(shí)的比體積。

解

15.試證明：對(duì)于理想氣體的絕熱過(guò)程，假設(shè)比熱容為定值，那么無(wú)論過(guò)程是

R

_卬=7-(1-八)

否可逆，恒有k-l

式中：7；和心分別為過(guò)程初終態(tài)的溫度。

證明對(duì)于理想氣體的絕熱過(guò)程，有

又

得A.

k-\

故卬=3年-%)

K-1

證畢

第四章理想氣體的熱力過(guò)程

1.某理想氣體初溫彳=470K,質(zhì)量為2.5必，經(jīng)可逆定容過(guò)程，其熱力學(xué)能變

化為AU=2954U,求過(guò)程功、過(guò)程熱量以及烯的變化。設(shè)氣體

凡=。4口/(心外,&=1.35,并假定比熱容為定值,

解

由人丁4

Cp/d=k

C”2=3543必、刈

△U=mcv\T=mcv(4一刀)

得丁、=—+7；=295.4+47()=573.3(K)

tncv2.5x1.143

AS=mcv吟=2.5x1.143In=0.568(Z〃K)

2.一氧化碳的初態(tài)為Pi=4.5M&,7；=493Ko定壓冷卻到■二293K。試計(jì)算

的一氧化碳在冷卻過(guò)程中的熱力學(xué)能和熔的變化量，以及對(duì)外放出的然量。比

熱容取定值。

答案△(/=4.154x104O,AH=5.82xlO4。

3.氧氣由J=30。。,〃1=0.1MP〃被定溫壓縮至P2=0.3MP。。

(1)試計(jì)算壓縮單位質(zhì)量氧氣所消耗的技術(shù)功；

(2)假設(shè)按絕熱過(guò)程壓縮，初態(tài)與終態(tài)與上述相同，試計(jì)算壓縮單位質(zhì)量氧

氣所消耗的技術(shù)功；

(3)將它們表示在同一副圖和r-s圖上，試在圖上比擬兩者的耗功。

解%啥=W=0.26同/(依田］

(1)叫7=R,7in2=0.26x303In—=-86.55

"-P,0.3

⑵

[3)兩過(guò)程在〃-口圖和T-s圖上的表示分別如圖3-37(a)和3-37[b)

所示。圖中過(guò)程線1-27為定溫過(guò)程，1-2,為絕熱過(guò)程線。從圖中可以看至I」,

絕熱過(guò)程耗功比定溫過(guò)程耗功多出曲邊三角形面積1-27-2,o

4.使將滿(mǎn)足以

下要求的理想

氣體多變過(guò)程

在PT和t-s

圖上表示出來(lái)

(先畫(huà)出4個(gè)

圖3-37

(a)p-v(b)T-s圖根本熱力過(guò)

程)：

(1)氣體受壓縮、升溫和放熱；

(2)氣體的多變指數(shù)〃=0.8,膨脹;

(3)氣體受壓縮、降溫又降壓：

(4)氣體的多變指數(shù)〃=1.2,受壓縮;

(5)氣體膨脹、將壓且放熱。

答案如圖3-38(a)和圖3-38(b)所示的不.圖和3T圖上,1-1,1-2,

1?3,1?4和1?5分別為滿(mǎn)足⑴，⑵,⑶，⑷和⑸要求的多變過(guò)程線。

5.柴油機(jī)汽缸吸入溫度.=60(的空氣2.5x10-3",經(jīng)可逆絕熱壓縮。空氣的溫

度等于燃料的著火溫度。假設(shè)燃料的著火溫度為720。。，問(wèn)空氣應(yīng)被壓縮到多

大的體積？

答案匕=1.63X103〃3

6.有1打空氣，初態(tài)為P|=0.6MRg=27。。，分別經(jīng)以下三種可逆過(guò)程膨脹到

p2=OAMPa,試將各過(guò)程畫(huà)在〃-y圖和一s圖上，并求各過(guò)程始態(tài)溫度、做工

量和烯的變化量：

(1)定溫過(guò)程；

(2)〃=1.25的多變過(guò)程；

(3)絕熱過(guò)程。

答案

⑴

⑵

(3)

〃-u圖和7-s圖如圖3-39所不o

7.一容積為02r的貯氣罐，內(nèi)裝氮?dú)?，其初壓力p|=0.5M&,溫度乙=37(。

假設(shè)對(duì)氮?dú)饧訜?，其壓力、溫度都升高。貯氣罐上裝有壓力控制閥，當(dāng)壓力超

過(guò)().8MPa時(shí)，閥門(mén)便自動(dòng)翻開(kāi)，防走局部氮?dú)?，即罐中維持最大壓力為().8MPa,

問(wèn)當(dāng)貯氣罐中氮?dú)鉁囟葹?87。。時(shí)，對(duì)罐內(nèi)氮?dú)夤矃⒓佣嗌贌崃浚吭O(shè)氮?dú)獗葻?/p>

容為定值。

解(=[=誓=。.297同/(依.K)]

由pV=mRT

開(kāi)始過(guò)程是定容過(guò)程，那么

8.容積為V=O.6/〃3的空氣瓶?jī)?nèi)裝有壓力%=l()MPa,溫度為7；=300K的壓縮空

氣，翻開(kāi)壓縮空氣瓶上的閥門(mén)用以啟動(dòng)柴油機(jī)。假定留在瓶中的空氣進(jìn)行的是

絕熱膨脹。設(shè)空氣的比熱容為定值，(=0.2874//(&g.K)。

(1).問(wèn)過(guò)一段時(shí)間后，瓶中空氣從室內(nèi)空氣吸熱，溫度有逐漸升高，

最后重新到達(dá)與室溫相等，即又恢復(fù)到300K,問(wèn)這時(shí)空氣瓶中壓縮空氣的壓

力〃3為多大？

答案(1)篤二271.1K,△機(jī)=75.6必

(2)〃3=7.75MPa

9.是導(dǎo)出理想氣體定值比熱容的多變過(guò)程的初、終態(tài)燧變?yōu)?/p>

解：主要步驟與公式

10.壓力為160Z&的1版空氣，450K定容冷卻到300K,空氣放出的熱量全部被溫

度為17c的大氣環(huán)境所吸收。求空氣所放出熱量的餓有效能和傳熱過(guò)程、的有

效能損失，并將有效能損失表示在T-s圖上。

解

由于放出的熱量全部被環(huán)境吸收，使熱量有效能全部變成了無(wú)效能，故有效能

損失

有效能損失如圖3-40的T-s圖上陰影面積所示。

11.空氣進(jìn)行可逆壓縮的多變過(guò)程，多變指數(shù)〃=13耗功量為67.95勿7忠，求熱

量和熱力學(xué)能變化。

答案Q=-16.95。,AU=50.85。

第六章水蒸氣

1.濕飽和蒸汽，〃=0.9MP“％=0.85,試由水蒸氣表求/也匕$,和〃。

答案ts=175.389C,/?=2468.99kJ/kg

2.過(guò)熱蒸汽，〃=3.()MP%=425℃,根據(jù)水蒸氣表求匕〃㈤〃和過(guò)熱度。，再用〃t

圖求上述參數(shù)。

答案查表：v=0.103638in/k^h=3286.74〃依

查圖：v=0.105m〃kg,h=3290kJ[kg

3.開(kāi)水房用開(kāi)水的蒸汽與"20°C同壓下的水混合，試問(wèn)欲得5f的開(kāi)水，需要多

少蒸汽和水？

解設(shè)需蒸汽為砂,必，那么水為〃九.=m-mvo

由〃=0.IMP。,查得/?'=417.52kJ]kg,〃〃=2675.14kJ/kg

t=20°C時(shí)，h2=83.96kJ/kg

根據(jù)熱力學(xué)第學(xué)一定律

4.水蒸氣p=U.2MPaJi=1300Ay/kg，試求其v,r,5o

答案v=0.3158而Ikg,i=120.30℃,5-=3.5452kjRkg.K)

5.Wg蒸汽,0=ZOMRg=0.95，定溫膨脹至P2=0.1M%,求終態(tài)u,/z,6及過(guò)程

中對(duì)外所做的功。

解卬=683.()(%〃攵g)

6.進(jìn)汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)為PL3.0M為,「435ro假設(shè)經(jīng)可逆膨脹絕熱至

p2=MPa,蒸汽流量為4.0攵g/S,求汽輪機(jī)的理想功率為多少千克：

答案P=4.66xlO3JllV

7.一剛性容器的容積為0.3MPa,其中%為飽和水，其余為飽和蒸汽，容器中初

壓為0.1M&。欲使飽和水全部汽化，問(wèn)需要參加多少熱量？終態(tài)壓力為多少？

假設(shè)熱源溫度為500℃,試求不可逆溫差傳熱的有效能損失。設(shè)環(huán)境溫度為

27℃o

8.容積為0.36〃『的剛性容器中貯有”350℃的水蒸氣，其壓力表度數(shù)為10(次&。

現(xiàn)容器對(duì)環(huán)境散熱使壓力下降到壓力表度數(shù)為5(欣試求：

(1).確定初始狀態(tài)是什么狀態(tài)？

(2).求水蒸氣終態(tài)溫度；

13〕.求過(guò)程放出的熱量和放熱過(guò)程的有效能損失。

設(shè)環(huán)境溫度為20℃,大氣壓力為O.IMPa。

答案（1）過(guò)熱蒸汽；

⑵%=1458。（此結(jié)果為利用教材《熱工根底與應(yīng)用》后附錄A-7所得。

利用較詳細(xì)水蒸氣熱表或圖答案應(yīng)為⑼。。）

（3）Q=-82.62]/=35.8kJ（同上，Q=-59AkJ,I=27.2kJ）

9.氣輪機(jī)的乏汽在真空度為96ba干度為x=0.88的濕空氣狀態(tài)下進(jìn)入冷凝器，

被定壓冷卻凝結(jié)為飽和水。試計(jì)算乏汽體積是飽和水體積的多少倍，以及1依乏

汽2在冷凝器中放出的熱量。設(shè)大氣壓力為0.1M4。

答案2=3.05xl04,^=2140kJ/kg

10.一剛性絕熱容器內(nèi)剛性各班將容器分為容積相同的A8兩局部。設(shè)A的容積

為0.16療,內(nèi)盛有壓力為O.IMPa、溫度為300℃的水蒸氣；8為真空。抽掉隔板

后蒸汽蒸汽自由膨脹到達(dá)新的平衡態(tài)。試求終態(tài)水蒸氣的壓力、溫度和自由膨

脹引起的不可逆有效能損失。設(shè)環(huán)境溫度為20℃,并假設(shè)該蒸汽的自由膨脹

滿(mǎn)足”=常數(shù)。

解（1）由〃2匕=0匕=常數(shù)

得p2=/?!—=l.Ox-=0.5（MPa）

匕2

（2）由P|=LOMPa"|=300℃,查得

由p2=0.5M網(wǎng),吟=0.5161陽(yáng)7版,查得

11.利用空氣冷卻蒸汽輪機(jī)乏汽的裝置稱(chēng)為干式冷卻器。瑞哦流經(jīng)干式冷卻器

的空氣入口溫度為環(huán)境溫度乙=20℃,出口溫度為G=35℃。進(jìn)入冷凝器的壓

力為7.0kPa,干度為0.8,出口為相同壓力的飽和水。設(shè)乏汽流量為220〃力，空

氣進(jìn)出口壓力不變，比熱容為定值。試求:

(1).流經(jīng)干式冷卻器的焰增量和燧增;

(2).空氣流經(jīng)干式冷卻器的婚變以及不可逆?zhèn)鳠嵋鸬亩水a(chǎn)。

解⑴由〃=7.0IP4口=0.8查算得

對(duì)空氣&=0.287kJ/〈kg.K),Cp=1.004kJ/{kg.K)

根據(jù)熱力學(xué)第一定律有

35

(2)AH0=qm(tcp(r2-/))=7.818x10x1.004x(35-20)=1.177x10(kW)

△Sa=39.18(%W/K)

AS、,=-377.17(〃W/K)

⑴AS。=14.63(H0K)

39.PL9.0MRM1=500℃的水蒸汽進(jìn)入氣輪機(jī)中作絕熱膨脹，終壓為P?=50kPao

汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率

式中h一—為定燧膨脹到時(shí)的焰。試求

(1).每小蒸汽所做的功；

(2).由于不可逆引起燧產(chǎn)，并表示在圖上。

答案由p|=9.0MPa吊=500℃查得％=3385kJ[kg,?=6.656kJ/(kg.K)

由%=?=6.656kJ/(kg.K),p2=5.0%Po查得=2030kJIkg

由〃T

得h2=2220(kJ/kg)wsh=1165(kJjkg)

(3)由P2=5kPa,h2=2220kJ/kg查得

過(guò)程如下圖。

第七章濕空氣

1.設(shè)大氣壓力為O.IMPa,度為

圖3—41

25℃,相對(duì)濕度為9=55%,試用分析法求濕空氣的露點(diǎn)溫度、含濕量及比焰,

并查力-"圖校核之。

答案解析法%=14.8°C,d=0.011口/4(〃)<=5305%J/Ag(a)

查圖：

2.空氣的參數(shù)為p〃=0.1朋網(wǎng)」=20。。M=30%,在加熱器中加熱到85℃后送入烘

箱取烘干物體/從烘箱出來(lái)時(shí)空氣溫度為G=35C,試求從烘干物體中吸收1必

水分所消耗的趕空氣質(zhì)量和熱量。

解由乙=20(必=30%,查萬(wàn)-d圖得

由由=44=85(得

3.設(shè)大氣壓力為0.1M',溫度為30℃,相對(duì)濕度為0.8。如果利用空氣調(diào)節(jié)設(shè)

備使溫度降低到10℃去濕，然后再加熱到20℃,試求所的空氣的相對(duì)濕度。

答案0=53%

4.一房間內(nèi)空氣為0.IMP-溫度為5℃,相對(duì)濕度為80%。由于暖氣加熱使房

間溫度升至18°。。試求放曖氣后房?jī)?nèi)空氣的相對(duì)濕度。

答案(p=32%

5.在容積為100加的封閉室內(nèi)，空氣的壓力為O.IMPa,溫度為25°C,露點(diǎn)溫度

為18℃,試求室內(nèi)空氣的含濕量，和相對(duì)濕度。假設(shè)此時(shí)室內(nèi)放置假設(shè)干盛水

的敞口容器，容器的加熱裝置使水能保持25℃定溫蒸發(fā)至空氣到達(dá)室溫下飽

和空氣狀態(tài)。試求到達(dá)飽和空氣狀態(tài)的空氣含濕量和水的蒸發(fā)量。

解⑴由二25。。查得

由td=18℃查得pv=0.002064MPa

所以9=65%

(2)Q=100%

6.一股空氣流壓力為O.lWPa,溫度為20。，相對(duì)濕度為30%,流量為每分鐘

15,/。另一股空氣流壓力也為0.1M九,溫度為35℃,相對(duì)濕度為80%,流量為

每分鐘20/。混合后壓力仍為0.1M',試求混合后空氣的溫度、相對(duì)濕度和含

濕量。

解：水蒸氣的人,=0.462Rj/Qg.K)]

由4=20℃,%=30%查得

由，2=35。。,％=80%查得

由熱力學(xué)第一定律

由為=73.3%〃依(4)，4=00181Zg/kg(a)查得

第八章氣體和蒸汽的流動(dòng)

1.燃?xì)饨?jīng)過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)中漸縮噴管絕熱膨脹，流量為%=0.6依/5,燃?xì)鈪?shù)

r,=600℃,壓力R=0.6MPa,燃?xì)庠趪姽艹隹诘膲毫閜?=0.4歷&,噴管進(jìn)口

流速及摩擦損失不計(jì)，試求燃?xì)庠趪姽艹隹谔幍牧魉俸统隹诮孛娣e，設(shè)燃?xì)獾?/p>

熱力性質(zhì)與空氣相同，取定值比熱容。答案：=438〃z/s，4=7.65〃z/s

2.空氣流經(jīng)一出口截面積為A2=10c/的漸縮噴管，噴管進(jìn)口的空氣參數(shù)、為

=2.0MPajl=80C,c,=150m/s,背壓為p〃=0.8M&,試求噴管出口處的流速和

流經(jīng)噴管的空氣流量。假設(shè)噴管的速度系數(shù)為0.96,噴管的出口流速和流量又

為多少？

人*行333+1|^=344.

—3442—

解：(1).%=PiJ=2x(^^)0-4=2.246(MPa)

f)R

Po==0.356<%=0.528

°2.246”

所以=Pu—Ver'Po~0.528x2.246=1.186(MPw)

(2).

3,水蒸氣經(jīng)汽輪機(jī)中的噴管絕熱膨脹，進(jìn)入噴管的水蒸氣參數(shù)

Pi=9.0MR,4=525℃,噴管背壓力為外=4.0MPa,假設(shè)流經(jīng)噴管的流量為

心=6必/s,試進(jìn)行噴管設(shè)計(jì)計(jì)算。

解：由莊二竺二Q44v%=0.546

Pi9.0

知噴管形狀應(yīng)選縮放型的。

由.=9.OMPa，4=525℃,九一6圖得

=

由PerP\匕r=9.0x0.546=4.914(MPa),ser=邑,和p?=ph=4.0M&,s2=s”查得

4.空氣以200〃?/s的速度在管內(nèi)流動(dòng)，用水銀溫度計(jì)測(cè)得空氣的溫度為7()°C,假

設(shè)氣流在溫度計(jì)壁面得到完全滯止，試求空氣的實(shí)際溫度。

答案rz=50.1℃

5.壓力P|=100k&、溫度為。=27℃的空氣，流經(jīng)擴(kuò)壓管時(shí)壓力提高到

%=180柱〃，問(wèn)空氣進(jìn)入擴(kuò)壓管是至少有多大流速？這時(shí)進(jìn)口馬赫數(shù)是多少？

答案G=332m/s,M】=0.956

6.某單級(jí)活塞式壓氣機(jī)每小時(shí)吸入溫度乙=17℃、壓力p=0.1MPa的空氣120加，

輸出空氣的壓力為〃2=0.64M&。試按以下三種情況計(jì)算壓氣機(jī)所許的理想功

率：

(1).定溫壓縮；

(2)絕.熱壓縮；

⑶.多變壓縮

答案(1).%=6.19LW;⑵.匕,=8.2%卬；(3),Pen=73kW

7.一臺(tái)兩級(jí)壓氣機(jī)，幾如壓氣機(jī)的空氣溫度是乙=17°C,壓力為P1=().1MP〃，壓

氣機(jī)將空氣壓縮至P3=2.5M網(wǎng),壓氣機(jī)的生產(chǎn)量為50加/〃(標(biāo)態(tài)下)，兩級(jí)壓

氣機(jī)中的壓縮過(guò)程均按多變指數(shù)〃=1.25進(jìn)行?，F(xiàn)以壓氣機(jī)耗功最小為條件，試

求：

(1).空氣在低壓氣缸中被壓縮后的餓壓力為?。?/p>

(2).空氣在氣缸中壓縮后的溫度;

(3).壓氣機(jī)耗功量;

14).空氣在級(jí)間冷卻器中放出的熱量。

=5

解

n

=P\oPt=0.1x5=0.5(MPa)

n—1

025

⑵Er也=290x5而=400(K)

Pi

r=TlfT3=T2=400K

Poq、o0.101325x500x1()6

=登=nw戰(zhàn)=646.6(必/6)=0.180(必/s)

RJl0.28/x10x273

n-\

(3)-P=(乃"opt-1)

(n-\

0”

2x1.25x0.18x0.287x290x(5^—l)=56.9(ZW)

1.25-1

(4).①=-=q”q,8一%)=0.18x1.004x(290-400)=-19.9(RW)

8.某軸式壓氣機(jī)，每秒生產(chǎn)2?？倝毫?.5M&的壓縮空氣。假設(shè)進(jìn)入壓氣機(jī)的

空氣溫度為4=20。。，壓力為PQ1M&,壓氣機(jī)的絕熱效率%=092,求出口處

壓縮空氣的溫度及該壓氣機(jī)的耗功率。

Az!山

解7；=d上廠=293x(”一=464.1(K)

IP"kO.lJ

由匕也=R得

色一4T「T\

9.一離心式壓氣機(jī)每分鐘吸入壓力為P1=1(X)B〃、4=2()c的空氣200疝?？諝?/p>

離開(kāi)壓氣機(jī)的溫度為出口截面上的流速為5。而s,空氣的比熱容

Cp=1.004X/(kg.K),假定與外界無(wú)熱量交換。試求壓氣機(jī)的耗功率。

答案P=]24AkW

10.定容加熱汽油機(jī)循環(huán)在每千克空氣參加熱量1000U,壓縮比￡=匕/%=5,壓

縮過(guò)程的初參數(shù)為100b45℃。試求：

(1).循環(huán)的最高壓力和最高溫度；

(2).循環(huán)的熱效率。

答案(1)?1nax=l%3K,pmax=331MPa;(2).7^=52.6%

11.一混合加熱理想內(nèi)燃機(jī)循環(huán)，工質(zhì)視為空氣，

/?!=0AMPa,ti=50C,6：=v,/v2=12,2=p3/p2=1.8,p=v4/v3=1.3,比熱容為定值。試

求在此循環(huán)中單位質(zhì)量工質(zhì)的吸熱量、凈功量和循環(huán)熱效率。

解循環(huán)TT圖如右圖所示。

2點(diǎn)：

3點(diǎn):

4點(diǎn):

5點(diǎn):

12.在相同的初態(tài)及循環(huán)最高壓力與最高溫度相同的條件下，試在7T圖上利

用平均溫度的概念比擬定容加熱、定壓加熱及混合加熱的內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)的熱

效率。

答案T-s圖如卜圖。

假設(shè)定容加熱理想循環(huán)熱效率為〃小，定壓加熱理想循環(huán)熱效率為

%p,混合加熱理想循環(huán)熱效率為那么有<7r<7.p

13.在燃?xì)廨啓C(jī)的定壓循環(huán)中，工質(zhì)視為空氣，進(jìn)入壓氣機(jī)的溫度4=27°C,壓

力m=O.TMPa,循環(huán)增壓比乃=P2/Q=4。在燃燒事中參加熱量，經(jīng)絕熱膨脹至

p4=0AMPao設(shè)比熱為定值。

m.畫(huà)出循環(huán)的圖;

(2)求.循環(huán)的最高溫度;

(3).求循環(huán)的凈功量和熱效率;

(4),假設(shè)燃?xì)廨啓C(jī)的相對(duì)內(nèi)效率為0.91,循環(huán)的熱效率為多少?

答案（1）.T-s圖如下圖；

⑵.7mx=7；=1176K；

（3）.例）=239.8ZJ/Ag,力=32.7%；

⑷?7=28%

14.對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)定壓加熱理想循環(huán)，假設(shè)壓氣機(jī)進(jìn)出口空氣參數(shù)為

p1=0.1MPa,6=27℃,燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)出口處燃?xì)鉁囟?=1000℃,試向增壓比〃最

高為多少時(shí)，循環(huán)凈功為0?答案乃a=157

15.某鍋爐每小時(shí)生產(chǎn)4/水蒸氣。蒸汽出口的表壓為p,2=l2M網(wǎng),溫度

/2=350℃O設(shè)給水溫度乙=40℃,鍋爐效率為=0.8,煤的發(fā)熱量(熱值)

%=2.97x104股/必,試求每小時(shí)鍋爐的耗煤量。

答案耗煤量/<=448心/力

16、填空題：

(1)用水銀溫度計(jì)測(cè)量高速流動(dòng)的氣流溫度，設(shè)溫度計(jì)上讀數(shù)為1,氣流溫度

為tf,那么二者的大小關(guān)系為;

(2)在噴管的氣體流動(dòng)中，氣體壓力不斷，流速________,馬赫數(shù)

(3)有一減縮噴管，空氣進(jìn)口壓力為PL1M4,背壓以=0.3M4,冊(cè)出口壓

力P2-2

(4)現(xiàn)設(shè)計(jì)一噴管，假設(shè)進(jìn)口過(guò)熱蒸汽壓為乃=9MP〃，背壓為p?=2MPa,

此噴管的形狀應(yīng)選擇。

17>壓力為O.IMPa、溫度為15為的空氣,分別以100m/5,200m/s,和400m/s的

流速流動(dòng)，當(dāng)空氣滯止時(shí)，問(wèn)空氣的滯止溫度和滯止壓力各為多少？

18、某減縮噴管進(jìn)口氮?dú)鈮毫镻1=6.6M四,溫度/=960°C,背壓為

ph=4.0MZ試求出口截面流速。

19.某減縮噴管出口截面積為25〃/，進(jìn)口空氣參數(shù)p1=0.5%]1=300。。，初速

q=178加/$,問(wèn)背壓為多大時(shí)到達(dá)最大質(zhì)量流量？該值是多少？

20.壓力為O.IMPa,溫度30。。的空氣經(jīng)擴(kuò)壓管后壓力升高至0.16MPa,問(wèn)空氣進(jìn)

入擴(kuò)壓管的初速是多少？

21.壓力p}=9.0MPa、溫度4=550。。的水蒸氣，經(jīng)節(jié)流閥后壓力降為6=8.6M4,

然后進(jìn)入噴管作可逆膨脹至壓力為外=6加&。設(shè)環(huán)境溫度為幾=300K,流量

。=32必/s問(wèn)：

(1)該噴管為何形狀；

(2)噴管出口流速及截面積為多少；

(3)因節(jié)流引起的燧產(chǎn)及有效能損失為多少？

第九章蒸汽動(dòng)力循環(huán)

1.蒸汽動(dòng)力循環(huán)的主要設(shè)備是什么？各起什么作用？

2.提高蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率的主要措施與方法有那些？

3.在蒸汽壓縮制冷循環(huán)中，如果用膨脹代替節(jié)流閥，有何優(yōu)缺點(diǎn)？

4.試畫(huà)出蒸汽再循環(huán)的7-s圖。

5.某朗肯循環(huán)，水蒸氣初參數(shù)為P1=50)。。，背壓為。試

求循環(huán)吸熱、放熱量、汽輪機(jī)做功和循環(huán)熱效率。

6.某蒸汽動(dòng)力循環(huán)，水蒸氣的初參數(shù)為P1==530°C,背壓為

p2=0.005MPa,汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率%=0.88,試求循環(huán)吸熱量、放熱量、汽輪

機(jī)做功量和循環(huán)熱效率。

7.某蒸汽壓縮制冷循環(huán)，制冷劑為敘里昂134a,蒸發(fā)器的出口溫度為-26.45。。，

冷凝器的出口溫度30。。。試求：

(1)循環(huán)制冷量和壓氣機(jī)耗功量；

⑵制冷系數(shù)；

(3)循環(huán)熱效率。

8.某蒸汽動(dòng)力循環(huán)裝置為郎肯循環(huán)。蒸汽的初壓為P|=4.0M',背壓為

P2=O.OO5M出,假設(shè)初溫分別為300c和500℃,試求蒸汽在不同初溫下的循環(huán)

熱效率7及蒸汽的終態(tài)千度/°

解：⑴.由歷=4.0M&,4=300℃,查過(guò)熱蒸汽表得

由P2=O.OO5M出,查飽和水和飽和蒸汽表得

由&=4得

又%=]；=13722kJ1kg

忽略泵功兒二九3

(2).過(guò)程和上一問(wèn)相同，最后結(jié)果是

4=39%,x2=0.832

9.某朗肯循環(huán)，水蒸氣初溫為乙=500℃,背壓為P2=O.OO5M',試求當(dāng)初壓分

別為4.0MP。和6.0M&時(shí)的循環(huán)熱效率及排汽干度。

答案

10.某蒸汽動(dòng)力廠按再熱循環(huán)工

“500℃

作，鍋爐出口蒸Pi=4.0MPaPi=6.0MPa汽參數(shù)為

p2=0.005MPa

39%39.5%

X20.832().808

Pi=10MP〃/=500℃,汽輪機(jī)排汽壓力〃2=0.(XM。蒸汽在進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹

至L0MP.時(shí)，被引出到鍋爐再熱器中再熱至500℃,然后又回到汽輪機(jī)繼續(xù)膨

脹至排汽壓力。設(shè)汽輪機(jī)和水泵中的過(guò)程都是理想的定端過(guò)程，試求：

(1).由于再熱，使乏汽干度提高多少？

(2)由.于再熱，循環(huán)的熱效率提高了多少？

解：⑴.由q=10”皈/500查得

由pa=\.OMPa,sa=S[=6.5954攵J/(Ag.K)查得

由以=1.0歷％4=500℃查得

由〃2=0.004M外,*=Sb=7.7597k,(kg?K)

且K=\2\.3kJ/kg

由〃2=0.004%M=6.5954kJ^kg。K)查得

忽略泵功/%=%=%=\2\.3kJ/kg

⑵忽略泵功/=卬7=(4-4)+優(yōu)-九2)

二(3372.8-2807)+(3476.8-2337.0)=1706(U/kg)

=(3372.8-121.3)+(3476.8-2807)=3921.3(kJ/kg)

無(wú)再熱時(shí)

第十章制冷循環(huán)

1.某蒸氣壓縮制冷裝置如圖5-26所示。制冷劑為氨，蒸發(fā)器出口氨的溫度為

/.=-15℃,在冷凝器中冷凝后的氨為飽和液，溫度乙=25。。。試求:

蒸發(fā)器中氨的壓力和冷凝器中氨的壓力；

循環(huán)的制冷量處，循環(huán)凈功％和制冷系數(shù)￡;

假設(shè)該裝置的制冷能力為叫=42x10”1",氨的流量為多大?

解U)T-s圖參閱圖5-26(b)

蒸氣壓縮制冷循環(huán)

由彳=_15?！?查氨的lgp-力圖得(a)裝置與流程示意圖；(b)T、圖

由4=25。。,查Igp-力圖得

由s2=S[,p?=1.01MPa，查得

(2)%=4一h4=1570-450=1120(kJ/kg)

⑶①L?！睘?/p>

2.冬天室內(nèi)取暖利用熱泵。將氟里昂134a蒸氣壓縮式制冷機(jī)改為熱泵，此時(shí)

蒸發(fā)器放在室外，冷凝器放在室內(nèi)。制冷機(jī)工作時(shí)可從室外大氣環(huán)境吸收熱量

%,氟里昂134a蒸氣經(jīng)壓縮后在冷凝器中凝結(jié)為液體放出熱量心，供室內(nèi)供暖。

設(shè)蒸發(fā)器中氟里昂134a的溫度為-10C,冷凝器中氟里昂134a蒸氣的溫度為

30℃,試求:

熱泵的供熱系數(shù)；

室內(nèi)供熱10()()()()kJ/h時(shí)，用以帶動(dòng)熱泵所需的理論功率；

當(dāng)用電爐直接供應(yīng)室內(nèi)相同的熱量時(shí)，電爐的功率為多少？

答案(1)￡=8.58;(2)P=3.23ZW;(3)P(,=27.SkW

第二篇傳熱學(xué)

第二章導(dǎo)熱根本原理及穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱

1.兩塊不同材料的平板組成如圖4-63所始的大平板。兩板的面積分別為

A、A2,導(dǎo)熱系數(shù)分別為4和4。如果該大平板的兩外表積分別維持在均

勻溫度乙及，2，試

導(dǎo)出通過(guò)該大平板的導(dǎo)熱熱量計(jì)算式。

11

?1J

(答案①=儲(chǔ)—,)[)

4444

2、一爐子的爐墻厚13cm，總面積20加2,平均導(dǎo)熱系數(shù)1.04W/(”K),內(nèi)、

外壁溫分別為520。。和50。C。試計(jì)算通過(guò)爐墻的熱損失。如果所燃煤的發(fā)

熱值為2.09x10乜J/依，問(wèn)每天因熱損失要用掉多少千克煤？(答案

中=75.2%W每天耗煤3109kg)

3,對(duì)置于水中的不銹鋼管采用電加熱的方法進(jìn)行壓力為1.013x1()5P〃的飽和

水沸騰換熱實(shí)驗(yàn)。測(cè)的加熱功率為50W,不銹鋼管外徑4〃〃〃，加熱段長(zhǎng)1()四,

外表平均溫度為100憶。試計(jì)算此時(shí)的沸騰外表?yè)Q熱系數(shù)。(答案

h=4421W/(m2?K))

4.圖4-64所示的的空腔由兩個(gè)平行黑體外表組成，空腔內(nèi)抽成真空，且空

腔的厚度遠(yuǎn)小于其高度與寬度。其余以知條件如下圖。外表2是厚#=0.57

的平板的一側(cè)面，其另一側(cè)面外表3被高溫物體加熱，平板的導(dǎo)熱系數(shù)

%=17.5W/("K)。試問(wèn)在穩(wěn)態(tài)工況下外表3的溫度%是多少？

5.有一厚為20〃〃〃的平面墻，導(dǎo)熱系數(shù)1.3W/("K)。為使每平方米墻的熱損失

150(Wo在外外表覆蓋了一層導(dǎo)熱系數(shù)為0.2W/("K)的保溫材料。以知復(fù)合壁

兩側(cè)的溫度分別為750。。及55。。，試確定保溫層此時(shí)的厚度。(答案

3=89.6〃〃〃)

6.一鋼管熱風(fēng)管。內(nèi)徑160〃"〃，外徑170/w〃，導(dǎo)熱系數(shù)4=58.2W/("K)。熱風(fēng)

管外包有兩層保溫材料，內(nèi)層厚&=30〃"〃，導(dǎo)熱系數(shù)4=0.135W/(〃z.K)；外層

厚品=80〃*導(dǎo)熱系數(shù)4=0.093卬/(〃”)。熱風(fēng)管內(nèi)外表溫度&=300。。，外層

保溫材料的外外表溫度3=5。憶。求熱風(fēng)管每米管長(zhǎng)的熱損失和各層間分界面

的溫度。

(答案①〃=198.4W/m,%2:299.97"。,*=229.27"。)

7.用比擬法測(cè)定材料導(dǎo)熱系數(shù)的裝置如圖4-65所示，標(biāo)準(zhǔn)試件厚度

4=16."，導(dǎo)熱系數(shù)