中国石油大学（北京）2006-2007学年度第一学期
储运2004《工程热力学与传热学》期末试卷——A卷（闭卷）
工程热力学部分
一. 判断对错（每题1分，共计5分）
1 气体被压缩时一定消耗外功；（ ）
2 理想混合气体中，各组元的体积分数等于其摩尔分数；（ ）
4 当m公斤的河水与G公斤的沸水具有相同的热力学能时，它们的可用能一定相同；（ ）
5 湿空气的含湿量d一定时，温度越高，其吸湿能力越强；（ ） 二. 问答题（共计18分）
1. 将满足以下要求的理想气体多变过程表示在同一个p-v图和T-s图上
(1)理想气体的定温，定压，定容和定熵过程；
(2)工质又膨胀，又降温，又放热的多变过程。（5分）
2. 欲设计一台热机，使之能从温度为973K的高温热源吸热2000 kJ，并向温度为303K的低温热源放热800 kJ，问此循环能否实现？（4分） 3. 解释湿空气的露点温度，说明将未饱和湿空气
转变为饱和湿空气的方法。（脱墨纸4分）
4. 如图为蒸汽一次回热循环的T-s图，
指出各相应过程的特点，并写出热效率的计算公式。（5分）
三. 计算题（共计30分）
1 有一汽缸和活塞组成的系统，汽缸壁和活塞均由绝热材料制成，活塞可在汽缸中无摩擦地自由移动。初始时活塞位于汽缸中间，A，B两侧各有1 kg空气，两边的压力、温度都相同, 并有PA1= PB1 =0.45 MPa，TA1= TB1= 900K。现对A侧冷却水管通水冷却，A侧压力逐渐降低，直至压力降低到PA2= PB2= 0.3 MPa时。试计算： （1） A，B两侧的体积，温度是多少？
（2） 冷却水从系统带走的热量是多少？
（3） A，B腔内气体的熵变及整个气体组成的系统
熵变是多少？按定值比热容计算。且k=1.4, cV=0.717 kJ/(kg·K) 。（15分）
2 将1 kmol理想气体在400K下从0.1 MPa缓慢地定温压缩到1.0 MPa，试计算下列三种情况下此过程气体的熵变，热源的熵变和总熵变。
（1） 过程无摩擦，热源温度为400K；
（2） 爬墙式过程无摩擦，热源温度为300K；
（3） 过程有摩擦，比可逆压缩多消耗20%的功，热源温度为300K。（15分）
传热学部分
四. 回答问题（共计21分）
1 一个具体导热问题的完整数学描述应包括哪些方面？写出直角坐标系，无内热源，常物性，非稳态三维导热的微分方程。（4分）
2 写出如图角部边界节点温度的有限差分方程式。（2分）
3 led大功率天花灯流体自然对流换热特征数关联式包括哪些准则，写出各准则的表达形式及物理意义。（6焦化废水分）
4 以流体外掠平板时流动边界层为例，分析说明边界层内热量交换的特点。（5分）
5 如图，两表面组成一封闭系统，试确定角系数
的值。已知两表面面积A1，A2。（4分）
五. 计算题（共计26分）
1 用热电偶测量气体的温度。热电偶近似为球形，直径为0.5mm，初始温度为25℃，被突然放于表面传热系数为95 W/(m2.K)，温度为120℃的气流中。试计算： （1） 热电偶的过余温度为初始过余温度的1% 时需要多少时间？
（2） 这时热电偶指示的温度是多少？
已知热电偶材料的 =67 W/(m.K)，ρ= 8930 kg/m3, 比热c = 400 J/(kg.K)。（12分）
2 两块平行放置的钢板之间的距离与其长和宽相比，可以忽略不计，已知它们的温度分别为t1=527 ℃，t2=27 ℃，发射率为ε1=ε2=0.8。
试计算：
（1） 板1的自身辐射；
（2） 板1的有效辐射；
（3） 板1的投入辐射；
（4） 板电炉配料1的反射辐射；
（5） 板13837Cc，2的净辐射换热量。（14分）
中国石油大学（北京）2006-2007学年度第一学期
储运2004《工程热力学与传热学期末试卷》——A卷答案
工程热力学部分
一. 判断对错（每题1分，共计5分）
1 √； 2 √； 3 X； 4 X； 5 √ 。
二. 问答题（共计18分）
1 （5分）
2 （4分）
答：法1：利用克劳修斯积分式判断循环是否可行：
，
因此此循环能实现，且为不可逆循环。
法2；利用孤立系统熵增原理判断循环是否可行；孤立系统由高温热源，低温热源，热机和功源组成。
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