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热工基础（初级工）试卷

发布时间：2009/6/8 阅读次数：5477 字体大小: 【小】【中】【大】

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《青果园》电力题库-----热工基础（初级工）试卷

考试时间:

一、填空题(每小题分,共分)

1、火力发电厂能量转化过程为,燃料的____能→工质的____能→_____能→_____能。

答案:化学热机械电

2、物质通常有三态,它们是_____,_____,_____。

答案:气态液态固态

3、气体分子间不存在相互作用力,分子本身不占有体积的气体叫做_____气体。

答案:理想

4、温度是表示物体_____程度的一个物理量。

答案:冷热

5、热工基础知识介绍的工质状态参数有_____,_____,_____,_____,_____,_____。

答案:压力温度比容内能焓熵

6、气体温度不变时,压力与比容成______。

答案:反比

7、p-v图中状态变化过程线下的面积大小即表示______的大小,所以p-v图实质上也是_______图。

答案:比功示功

8、对于单位质量的工质,热力学第一定律可表示为q=△u+w,其中q表示______,△u表示______,w表示______。

答案:外界加给工质的热量工质内能的增量工质对外所做的功

9、热力学第二定律可以有下面的叙述;热力循环中,工质从热源吸收的热量,不可能全部转变为功,其中必有一部分不可避免地要传给_______而成为______损失。

答案:冷源;冷源

10、卡诺循环是由______吸热过程,_______膨胀过程,_______放热过程与_______压缩这四个可逆的过程组成。

答案:等温绝热等温绝热

11、密闭容器内,液体的饱和压力随温度的升高而______,而压力上升时,饱和温度会________。

答案:升高升高

12、定压条件下对水加热,水的温度不断上升;当达到沸点时,水便开始沸腾,达到饱和温度的水叫_____;继续加热,水逐渐汽化,这时水的温度______;当容器中水全部变为蒸汽时,

这时的蒸汽称为______,温度为______;水汽共存时,通常叫______蒸汽。

答案:饱和水不变干饱和蒸汽饱和温度湿饱和

13、水蒸汽焓熵图上,湿蒸汽区的特点是等压线与等温线______。

答案:重合

14、过热蒸汽的过热度是指_____与_____的差值。

答案:蒸气温度该压力下饱和温度

15、蒸汽在喷管中流动,不断地把______能转化为______能。

答案:热动

16、火电厂常用喷管有两种,一种是_____,另一种是______。

答案:渐缩喷管缩放喷管

17、蒸汽在渐缩喷管出口处的速度与________相等时称临界流速。

答案:当地音速

18、工质在管内流动时,由于管道截面突然缩小,使工质压力降低,这种现象称为______。

答案:节流

19、当汽化速度等于液化速度时的相对平衡状态称为________状态,此时物质的温度叫_________,压力叫________。

答案:饱和状态饱和温度饱和压力

20、朗肯循环设备由________,________,________,________组成。

答案:锅炉汽轮机凝汽器给水泵

21、蒸汽参数对循环热效率的影响是:蒸汽初压与排汽压力不变,提高蒸汽初温,热效率________;蒸汽初温与排汽压力不变,提高初压,热效率________。

答案:提高提高

22、利用汽轮机________以加热______的循环叫给水回热循环。

答案:抽汽给水

23、采用回热循环以后,汽耗率_______,热耗率_______。

答案:增大减小

24、背压式供热循环的缺点是不能同时满足________与_______的需要。

答案:供热供电

25、直接接触的物体各部分因存在温差而发生热传递现象叫做_________。

答案:导热

26、导热系数越大,则材料导热能力也就越________,为增强导热,通常选用导热系数________的材料。相反,削弱导热则应选用导热系数_______的材料。

答案:强较大较小

27、受热面结垢后,会使导热热阻________,而要维持导热量不变,导热温差就要_________,锅炉受热面结垢后,就会使管道外壁温度________,易造成超温爆管。

答案:增加增大升高

28、对流换热量与壁面及流体之间的温差成_____,与换热面积成______,与对流放热系数成_______。

答案:正比正比正比

29、水蒸汽遇冷而转变成液态的过程称为________,其逆过程称为_________。

答案:凝结;汽化

30、凝结换热过程中,换热面表面液膜也影响热交换,液膜厚度增加,热阻________,凝结换热系数________。

答案:增大减小

31、热辐射的本质是物体不断地将本身的热能转化为________而放出,这种_______到达另一物体表面后,又重新转化为热能而被物体吸收。

答案:辐射能辐射能

32、吸收率大的物体反射能力就_______,反射能力大的物体吸收能力就________。

答案:弱弱

33、一切物体的辐射力都小于同温度下______的辐射力,黑度表明了物体辐射力接近于同温度下_______辐射力的程度。

答案:黑体黑体

34、在热平衡状态下,辐射能力大的物体,吸收能力越_______,辐射能力小的物体吸收能力越_______。

答案:大小

35、表面式换热器按冷热流体流动方向分为______,______,_______和混流四种。

答案:顺流逆流叉流

36、当换热器没有散热损失时,换热器中热流体传给冷流体的热量等于热流体__________的热量,也等于冷流体________的热量,这就是换热器的热平衡关系。

答案:放出吸收

37、初温相同的冷热流体,其顺流与逆流相比,采用_______比_______时平均温差大,________可使传热增强。

答案:逆流顺流逆流

38、一切物体只要具有温度随时都在向外放射________,而且也在不断地吸收其他物体的________。

答案:辐射能辐射能

39、当物体和周围物体的温度不相等时,物体________和________的辐射能就不相等。物体与周围物体辐射换热量等于该物体在同一时间内所_______的能量与_______的能量之差。

答案:吸收放出吸收放出

40、液体的对流换热系数比气体________;同一种流体,强迫流动换热比自由流动换热_______。有物态变化时的对流换热系数比无物态变化时________。

答案:大强烈大

二、选择题(每小题分,共分)

1、工程上将下列条件称为标准状态:( )

a.温度为0℃,压力1个物理大气压 b.温度为0℃,压力为1个物理大气压 c.温度为20℃,压力为一个工程大气压

答案:a

2、关于能量的说法下面正确的是:( )

a.能量形式可转变,但既不能创生,又不能消灭 b.能量形式可变化,不能创生,但可消灭。c.能量形式不能变,不能创生,也不能消失。

答案:a

3、物体的动能与下列各量有关:( )

a.与物体质量、速度、温度、位置有关 b.与物体的质量、速度、位置有关 c.与物体的质量、速度有关。

答案:c

4、下图是P-V图1-2过程表示:( )

a.气体对外界做功 b.外界对气体做功 c.气体既不对外界做功,外界也不对气体做功

答案:b

5、下列a.b.c图中1-2过程对外界绝热的是:( )

答案:c

6、物质从液态变化为汽态的过程叫:( )

a.蒸发 b.汽化 c.沸腾

答案:b

7、饱和水在定压条件下加热,水的温度将:( )

a.升高 b.下降 c.不变

答案:c

8、在图中A,B点是:( )

a.等压点 b.等温点 c.等熵点

答案:a

9、从喷管连续流动方程式mv=fc中可看出,如果v增加的速率小于c增加的速率,则应用:( )

a.等截面喷管 b.渐扩喷管 c.渐缩喷管

答案:c

10、若喷管出口压力低于临界压力,应使用:( )

a.渐缩喷管 b.缩放喷管 c.渐扩喷管

答案:b

11、在缩放喷管中,通过喷管的蒸汽质量流量:( )

a.喷管入口流量最小,喉部次之,出口最大

b.入口、喉部、出口流量相等

c.入口流量最小,喉部与出口流量相等

答案:b

12、下图中,热力循环属于:( )

a.卡诺循环 b.朗肯循环 c.中间再热循环 d.回热循环

答案:b

13、汽轮机进汽温度及排汽压力不变,提高进汽压力后,汽轮机末级湿度:( )

a.增加 b.不变 c.减小

答案:a

14、每千克过热蒸汽比干饱和蒸汽作功量大,汽耗率亦低,且汽轮机排汽

干度提高,热效率也提高了。其原因是:( )

a.循环加热平均温度提高了 b.循环加热平均温度降低了 c.其它原因

答案:a

15、汽轮机启动时,汽缸内壁温度升高,由于热量传递,使外壁温度也升高,热量由汽缸内壁向外传递,此过程是:( )

a.辐射 b.导热 c.对流

答案:b

16、一般情况下,导热系数较大的材料是:( )

a.金属材料 b.建筑材料 c.液体

答案:a

17、导热公式q=λ(t₁-t₂)/δ中,如温差不变,材料不变,而导热量增大了,此时:( )

a.材料的厚度增大了 b.材料的厚度减小了 c.材料厚度不变而导热系数改变

答案: b

18、下图中两种材料叠置,t₁t₂t₃分别是三个壁面温度,则下面

关系正确的是:( )

a.t₁＞t₂＞t₃ b.t₁＜t₂＜t₃ c.t₂＞t₁＞t₃

答案:a

19、18题图中若为稳定导热两壁面导热量:( )

a.q_A=q_B b.q_A＞q_B c.q_A＜q_B

答案:a

20、当流体与壁面温差增大时,对流换热量:( )

a.增加 b.减少 c.不变

答案:a

21、流体在管内流动时,若流速增大,流体与壁面换热系数:( )

a.增大 b.减小 c.换热系数与流体性质有关,与流速无关,故换热系数不变

答案:a

22、水蒸汽在遇冷的管道表面发生凝结时,形成水膜,水膜对凝结放热系数的影响是:( )

a.水膜增厚,换热系数增大 b.水膜增厚,换热系数减小 c.水膜厚度对换热系数无影响

答案:b

23、太阳能量穿过空间到达地球,主要依靠:( )

a.对流换热 b.导热 c.辐射换热

答案:c

24、下列增强传热的有效方法是:( )

a.传热面加装肋片 b.增加导热热阻 c.减小设备表面换热面积

答案:a

25、锅炉受热面下列部分热阻较大的是:( )

a.烟气侧与灰垢热阻 b.蒸汽侧或水侧 c.管壁及管内水或水蒸汽

答案:a

26、下列放热系数较大的是:( )

a.高压蒸汽凝结放热 b.高压蒸汽对流放热 c.水蒸汽导热

答案:a

27、对凝汽器强化传热的方法是:( )

a.提高管内水流速,定期除去管内水垢,保证凝汽器抽气器工作正常

b.降低管内水流速,定期除去管内水垢,保证凝汽器抽气器工作正常

c.定期除去管内水垢,保证凝汽器抽气器工作正常,拆除汽侧挡水装置

答案:a

28、锅炉水冷壁受热面传热过程主要包括以下过程的共同作用:( )

a.辐射换热与对流换 b.对流换热与导热 c.辐射换热,对流换热与导热

答案:c

29、下列单位属于压力单位的是:( )

a.焦尔 b. 牛顿·米 c.牛顿/米²

答案:c

30、某可逆过程中物体对外做了功,而熵没变,则此过程:( )

a.工质吸收了热 b.工质放出了热 c.工质即没吸热又没放热

答案:c

31、下面关系式正确的是:( )

a.T₂-T₁=t₂-t₁ b.T₂-T₁＜t₂-t₁ c.T₂-T₁＞t₂-t₁

答案:a

32、理想气体比容不变时,压力与温度的变化规律是:( )

p₁ p₂ p₁ p₂

a.p₁T₁=p₂T₂ b.──= ── c.── = ──

T T₂ T₂ T₁

答案:b

33、某一过程加入的热量等于工质的焓差,该过程是:( )

a.等容过程 b.等温过程 c.等压过程

答案:c

34、对任一热力循环,下列热效率关系正确的是:( )

q₁-q₂ w₀ q₁-q₂ T₁-t₂

a.η=───=── b.η────=────

q₁ q₁ q₁ T₁

T₁-T₂ T₂

c.η=────=1-───

T₁ T₁

答案:a

35、随着蒸汽压力的升高,在水蒸汽焓熵图上,饱和水和干饱和蒸汽两点之间的距离:( )

a.缩短 b.伸长 c.不变

答案:a

36、工质经节流后:( )

a.压力降低,温度降低,熵增加 b.压力降低,温度不变,熵增加

c.压力降低,温度升高,熵增加

答案:a

37、 3600

朗肯循环汽耗率公式d=───中,h₁与h₂分别表示:( )

h₁-h₂

a.汽轮机进汽焓与排汽焓 b.锅炉过热器出口焓与省煤器入口焓 c.汽轮机排汽焓与凝结水焓

答案:a

38、发电厂管道敷设保温层,此时管道导热热阻:( )

a.增加 b.减小 c.不变

答案:a

39、流体在管外横向流经管簇,管簇错列与顺列相比较,流体与管道间对流换热系数:( )

a.顺列时换热系数大 b.错列时换热系数大 c.顺列与错列换热系数相同

答案:b

40、表明物体吸收辐射能能力的量是:( )

a.反射率 b.穿透率 c.吸收率

答案:c

41、炉膛内火焰与水冷壁间的换热:( )

a.吸热能力大 b.吸热能力小 c.辐射能力与吸收能力无关

答案:c

42、同种流体中,有物态变化时换热与无物态变化时换热相比较:( )

a.有物态变化时换热强 b.无物态变化时换热强 c.只要流体相同,有无物态变化与换热强弱无关

答案:a

43、水的沸腾换热系数,泡态沸腾与膜态沸腾比较:( )

a.泡态换热系数大 b.膜态换热系数大 c.沸腾换热系数与膜态、泡态无关

答案:a

44、绝对黑体辐射力与其绝对温度成:( )

a.平方关系 b.立方关系 c.四次方关系

答案:c

45、蒸汽节流前后焓值不变,若在喷管中膨胀至同一压力后,则节流后的绝热焓降与节流前的绝热焓降相比:( )

a.焓降减小 b.焓降不变 c.焓降增加

答案:a

46、定压条件下物质从液态变为汽态:( )

a.需吸热 b. 放热 c.不一定吸热或放热

答案:a

47、焓熵图上湿蒸汽区查找水蒸气状态点,采用:( )

a.等压线与等温线交点 b.等压线与等干度线交点 c.饱和线与等压线或等温线交点

答案:b

48、蒸汽流经喷管时,喷管前蒸气压力保持恒定,则通过喷管蒸汽流量:( )

a.随喷管后压力降低一直可增大 b.随喷管后压力降低一直可减小

c.随喷管后压力降低增大,但增大至一定值后保持不变

答案:c

49、蒸汽在缩放喷管中流动达到临界状态时,在喷管的渐扩部分:( )

a.压力下降,流速升高 b.压力上升,流速降低 c.压力不变,流速升高

答案:a

50、下图中123456781热力循环属于:( )

a.卡诺循环 b.朗肯循环 c.中间再热循环 d.回热循环

答案:c

51、朗肯循环热效率计算公式:( )

h₁-h₁ h₁-h₂

a.η_t=─── b. η_t=───

h₁-h₂ h₁-h₂

h₁-h₁ h₁-h₂

c.η_t=─── d. η_t=───

h₁-h₂ h₁-h₁

答案:b

52、提高循环热效率的合理方法:( )

a.提高新蒸汽初压初温,降低排汽压力 b.提高新蒸汽温度,降低初压,降低排气压力

c.提高新蒸汽初压、初温,提高排汽压力

答案:a

53、采用中间再热循环后,汽轮机末级蒸汽湿度:( )

a.增加 b.减小 c.不变

答案:b

54、采用回热循环可能使:( )

a.汽耗率增大,热效率升高 b.排汽干度提高,末级叶片寿命提高 c.凝汽器面积增大

答案:a

55、一过热蒸汽管道,由于某种原因,使管道散热量增加,此时,管道内、外壁温差:( )

a.增加 b. 不变 c.减少

答案:a

三、判断题(每小题分,共分)

1、大气压力随时间、地点的变化而变化。( )

答案:√

2、功与能是一个意思,其单位都相同。( )

答案:×

3、分子运动与物质的温度有关,因而物质温度越高,物质内部分子运动越剧烈。( )

答案:√

4、下落过程的物体,其位能一定是减小的。( )

答案:√

5、人提着水桶沿水平方向走了一段距离,则人对水桶做了功。( )

答案:×

6、物体温度愈高,其热量愈多。( )

答案:×

7、由于压力与比容都是状态参数,故容积功△(pv)也是状态参数。( )

答案:×

8、热力学第二定律证明了在相同的温度界限间,朗肯循环的热效率最高。( )

答案:×

9、由于绝对温度总为正,于是熵增的正负就可判别可逆热力过程是吸热过程还是放热过程。( )

答案:√

10、根据能量转化与守恒定律,工质从热源吸收的热量,可以全部转化为功。( )

答案:×

11、热量不可能自动地从冷物体传递给热物体。( )

答案:√

12、热效率是评价循环热功转换效果的主要指标。( )

答案:√

13、定压条件下,水汽化时必定吸热。( )

答案:√

14、饱和水蒸汽压力发生变化,其干度不会发生变化。( )

答案:×

15、随着压力的增高,水汽化所吸收的热量将随着增大。( )

答案:×

16、水的饱和温度随压力而变。( )

答案:√

17、水蒸汽焓熵图上,随着压力的增大,相应的饱和水点和干饱和水蒸汽两点之间的距离逐渐缩短,两条界限曲线就逐渐接近。( )

答案:√

18、自然循环锅炉的水循环是依靠汽、水的密度差来进行的,随着压力的升高,汽水密度差增大,自然循环就容易了。( )

答案:×

19、蒸汽通过喷管后,其部分热能将转化为动能。( )

答案:√

20、蒸汽通过喷管流动,向外输送了机械功。( )

答案:×

21、临界速度是渐缩喷管可能达到的最大速度。( )

答案:√

22、从关系式m=f·c/v中可知,在缩放喷管的渐扩部分,f,c均增大,故m也增大。 ( )

答案:×

23、节流过程因节流前后焓值不变,因而蒸汽节流过程是等焓过程。( )

答案:×

24、喷管前后压力差不变时,喷管中某一点蒸汽参数不随时间变化。( )

答案:√

25、缩放喷管是渐缩喷管与渐扩喷管的组合体。( )

答案:√

26、在相同温度界限内,卡诺循环热效率最高。( )

答案:√

27、回热级数越多,最佳给水温度越高。( )

答案:√

28、为提高朗肯循环的热效率,在初温和乏汽压力保持不变的条件下,初压提高,则热效率增大,排汽干度也随之提高。( )

答案:×

29、采用中间再热循环不但可以提高循环热效率,而且可以提高汽轮机乏汽干度。( )

答案:√

30、当给水温度在某一值使回热循环的热效率最低时,则此给水温度称为热力学上的最佳给水温度。( )

答案:×

31、材料的导热系数因材质不同而不同。( )

答案:√

32、发电厂高温管道保温减小了导热热阻。( )

答案:×

33、对相同的导热温差层,导热热阻增大,使导热量增加。( )

答案:×

34、受热面结垢后,影响了传热效果,故传热量减小,传热温差也减小。( )

答案:×

35、气体的导热系数一般比液体大。( )

答案:×

36、通过壁面的导热量与平壁两表面的温差成正比,而与热阻成反比。( )

答案:√

37、锅炉受热面积灰、结垢,均使传热热阻增加,影响传热效果,因而应经常吹灰,并防止受热面结垢。( )

答案:√

38、对流换热系数与流体种类有关,与流体状态等无关。( )

答案:×

39、对流换热系数越大,其它条件不变时,对流换热量也越大。( )

答案:√

40、沸腾换热的主要特点是液体内部不断产生汽泡,因汽态换热系数比液态换热系数小,故沸腾换热系数因存在汽泡而减小。( )

答案:×

41、沸腾换热时,产生膜态沸腾会使换热系数显著提高。( )

答案:×

42、水的沸腾换热系数与水的压力有关,压力越高,沸腾换热系数越大。( )

答案:√

43、当水蒸汽和高于蒸汽压力所对应的饱和温度的冷壁面接触时,会发生凝结换热。( )

答案:×

44、热辐射过程中伴随着能量形式的转换。( )

答案:√

45、一物体热能依靠辐射方式必须经过媒介方能传递给另一个物体。( )

答案:×

46、灰体的黑度在数值上等于同温度下灰体的吸收率。( )

答案:√

47、通常采用遮热板,是为了增强辐射换热。( )

答案:×

48、热量穿过固体壁面时,是以单纯的导热方式进行传递的。( )

答案:√

49、锅炉炉膛中烟气对水冷壁外壁的换热主要是以对流为主。( )

答案:×

50、传热系数越大,即传热总热阻越大。( )

答案:×

51、流体通过单层平壁传热时的传热总热阻等于固体壁导热热阻与壁两侧流体换热热阻之和。( )

答案:√

52、削弱传热的方法常有增加绝热层以减小导热热阻,设法减小设备外表面与空气间总换系数等。( )

答案:×

53、锅炉受热面的特点之一是热阻主要都在蒸汽侧蒸汽与管壁的换热热阻上。( )

答案:×

54、蒸汽中含有不凝结气体时,不凝结气体会在冷却面上堆集,形成不凝结气体层,影响蒸汽通过,造成很大热阻,从而使水蒸汽换热显著削弱。( )

答案:√

55、蒸汽在汽轮机内绝热膨胀,压力降低,比容增大,熵减小。( )

答案:×

四、问答题(每小题分,共分)

1、什么是能量转化与守恒定律?举例说明?

答案:答:能量转换和守恒定律即:能量既不能创造,也不能消灭,但它能从一种形式变为另一种形式。在转换中,能量的总量恒定不变。例如:电灯可将电能转化为光能,电动机将电能转化为机械能,其转化过程中能量守恒。

2、火力发电厂的能量转化是在哪些主要设备中转化的?这些设备是实现什么能量转化的?

答案:答:火力发电厂的能量转化是在锅炉、汽轮机、发电机、水泵这些主要设备中转化的;锅炉将燃料的化学能转化为热能,并传递给工质;汽轮机将工质的热能转化为机械能;

发电机将机械能转化为电能;水泵将机械能转化为工质的压力能。

3、热力学第二定律说明了什么?如何叙述?

答案:答:热力学第二定律说明了热功转换和热量舒心递过程的条件、限度及方向。热力学第二定律可从下列二种说法叙述;(一)、不可能制造成只从一个热源吸取热量,使之完全变成机械能,而不引起其他变化的循环发动机。(二)、热能不可能自发,不付代价地从低温物体传到高温物体。

4、循环热效率代表什么?为什么循环热效率不能等于1?

答案:答:循环热效率代表热机从高温热源吸收热量,将热能转变为机械能(即有用功)的程度;从热力学第二定律可知;工质从热源吸收热量不可能全部转变为功,其中有一部分不可避免地要传给冷源而成为冷源损失,所以循环的热效率不可能达到100%,即热效率不能等于1,只能是小于1。

5、过热蒸汽的温度是否一定很高?未饱和水的温度是否一定很低?为什么?

答案:答:过热蒸汽的温度不一定很高,未饱和水的温度也不一定很低。这是因为不同的压力其饱和温度不同,如果蒸汽压力很低,其对应饱和温度也很低,这时

过热蒸汽的温度就可能较低。如果水的压力很高,其对应的饱和温度也较高,这时未饱和水的温度有可能较高。

6、什么是喷管?渐缩喷管和缩放喷管有何特性?

答案:答:凡是用来使气体降压增速的管道都叫做喷管。渐缩喷管的特点是流道截面沿流动方向逐渐减小,喷管出口流道截面最小,渐缩喷管可能达到的最大速度是临界流速。缩放喷

管在渐缩喷管后加一渐扩喷管,在渐缩与渐扩部分的连接处构成了喷管的最小截面,此最小截面称为喉部。缩放喷管出口的速度可达到比临界速度更高即超音速流动。

7、什么叫节流?节流是个等焓过程,这种说法对不对?为什么?

答案:答:工质在管内流动时,由于通道截面突然缩小,使工质压力降低,这种现象称为节流。节流过程在节流前、后的焓值不变,但不能说节流是等焓过程。因为在节流缩口

处焓值是有所下降的。

8、朗肯循环是由哪些过程组成?在T-S图上如何表示?并画出朗肯循环动力设备系统图?

答案:答:朗肯循环由工质在锅炉中的定压吸热过程,在汽轮机中绝热膨胀过程,在凝汽器中的定压放热过程以及在水泵中的绝热压缩过程四个过程

组成。在T-S图上表示如右下图。朗肯循环动力设备系统图见下左图。

9、什么叫导热、对流、热辐射?举例说明。

答案:答：温度不同的物体相互接触,直接接触物体各部分间热量传递现象叫导热。冷热流体之间的热量依靠流体的运动来传递的现象叫对流,依靠电磁波来传递热量的现象叫热辐射。

例如:金属棒一端加热,另一端温度随之升高是导热的结果。水的局部加热会使周围水温度升高是对流传热的结果。太阳的热量传递到地球是热辐射的结果。

10、导热系数的大小说明什么问题?

答案:答:导热系数是表明材料导热能力大小的一个物理量,在数值上等于壁的两表面温差为1℃,壁厚度等于1米时,在单位壁面上每单位时间所传递的热量。

导热系数越大,材料的导热能力也就越强。

11、从传热学观点来看,汽轮机凝汽器中管子为什么水平放置?

答案:答:在凝汽器中,水蒸汽在管子外表面上凝结,管子水平布置,蒸汽横向流过管束,沿管周流动,在每根园管的前半周,流体以层流边界层方式与园管接触,在园管后半周,

蒸汽脱离园管成旋涡状态,流体处复杂的凝涡中,扰动很大,因而换热强烈,且蒸汽流动方向与水膜流向相同,使水膜减薄而热阻减小,换热系数增大。经计算比较,同一根管子横放时比竖放时凝

结换热系数大1.7倍,所以凝汽器中管子要水平放置。

12、热辐射的本质是什么?具有哪些特点?

答案:答:组成物质的分子或原子中都含有电子,电子总是处于不停地运动状态,由于电子的不停运动,使物体不断地向周围空间传播出电磁波,也就是物体不断地将本身的热能转变为辐射能放

射出去。这就是热辐射。热辐射的特点是不需要物体间的直接接触,它是依靠射线(电磁波)来传递热量的。任何物体只要其温度大于绝对零度,它就能从其表面发射出运送辐射能的电磁波。

热辐射速度相当快,热辐射过程中起主要作用的射线是热射线,热射线一旦到达另一物体后,它所带的辐射能一部分又重新转变为热能被物体吸收。

13、换热器有几种?电厂常用的是哪一种?举例说明?

答案:答:换热器种类很多,按其工作原理可分为表面式、回热式和混合式三种。表面式换热器内,冷流体和热流体同时在其内流动,但冷热流体被壁面隔开,互不接触。热量通过

换热面由热流体传给冷流体。发电厂凝汽器、过热器、加热器、省煤器均属于表面式换热器。热流体和冷流体交替地流过同一加热面,热流体流过加热面时将热量传给加热面,

使加热面温度升高;当冷流体流过加热面时,加热面又将热量传给冷流体。如回转式空气预热器就是回热式换热器。混合式换热器中,冷热流体直接接触,并相互混合,实现热量传递。

电厂的喷水减温器、除氧器、冷水塔都是混合式换热器。以上三种换热器中,表面式换热器应用最广泛。

14、传热计算平均温差有几种?如何计算?

答案:答:传热计算平均温差通常有两种,一种是算术平均温差,另一种是对数平均温差。如热流体进口处热冷流体的温差为△t,热流体出口处热、冷流体的温差为△t",则其算术平均温差为

△t+△t" △t- △t"

△t_平均=────;对数平均温差为△ t_平均=────。

2 △t

ln───

△t"

15、何为遮热板?它的作用是什么?

答案:答:所谓遮热板一般指一层薄金属板,放在辐射换热的两物体中间,可以起到削弱辐射换热的作用。遮热板的作用主要是削弱物体间的辐射换热。

16、采用回热循环为什么会提高热效率?

答案:答:采用回热循环以后,进入锅炉的给水在回热加热器中得到了抽汽的热量,使给水温度从原来的凝结水温度上升到加热器出口温度,从而减少了给水在锅炉中的低温吸热阶段,从而使工

质的平均吸热温度升高,而平均放热温度未变,故循环热效率提高。采用给水回热循环后,汽轮机汽耗率增大,进入汽轮机的每千克新蒸汽所做的功减少了,但由于循环热效率的提高,汽轮

机的热耗率是下降的,从而所需燃料减少,即发电厂的煤耗下降;而衡量一个循环经济性的好坏,主要指标为煤耗率是否降低,即是否节省了燃料。所以回热加热的热经济性必然是提高的。

17、为什么蒸汽动力设备不采用卡诺循环而采用朗肯循环?

答案:答:蒸汽动力设备如采用卡诺循环,则它仅限于应用饱和蒸汽,这样,上限的加热温度T₁受限于蒸汽的饱和温度,下限温度又受限于环境温度,故可利用温差不大,卡诺循环

理论效率仍不高,且在饱和蒸汽膨胀做功的末期,湿蒸汽中所含水分很多,对高速工作的蒸汽轮机很不利。在冷却终了时湿蒸汽比容甚大,需用较大的压缩机,从而消耗的压

缩功很大。故实际蒸汽动力设备不采用卡诺循环而用朗肯循环。

18、气体状态方程式如何表示?气体常数的意义是什么?

答案:答:气态方程即理想气体状态方程式，可表示为

p₁v₁ 　　　 p₂v₂

──── =──── ；

T₁ 　　　 T₂

从气态方程式可知,1千克(或一定质量)的理想气体的压力和比容(或体积)的乘积与它的绝对温度之比在状态变化中总是保持不变的,即p、v、T之间是相互制约,保持为一常数,

这一常数称为气体常数;气体常数表明1千克气体在定压过程中温度升高或降低1℃所做的功。

19、焓的定义是什么?数学表达式怎样表示?

答案:答:焓的定义为某一状态下,单位质量工质的流动势能p·v与内能u之和;数学表达示为:h=u+pv。

五、计算题(每小题分,共分)

1、锅炉的压力表指示为100工程大气压,测得大气压力为770毫米汞柱,试计算绝对压力为多少兆帕?

答案:已知:p_表=100工程大气压=9.807兆帕 B=770毫米=0.103兆帕

求:p_绝=?

解:p_绝=p_表+B=9.807+0.103=9.91兆帕

答:绝对压力为9.91兆帕

2、2.5千克的氢气在压力不变下,自50℃冷却15℃,问放多少热量?(氢气定压比热为14.36千焦/千克·⁰C)?

答案:已知:m=2.5千克 c_p=14.36千焦/千克·℃ t₁=50℃ t₂=15℃

求:Q=?

解:由Q=mc_p(t₂-t₁)

得:Q=2.5×14.36×(15-50)=-1256.5千焦

答:放出的热量是1256.5千焦。

3、如果外界加给某系统工质1000焦尔的热量,其中有200焦尔转变为内能储存于工质内部,问有多少热量转变为机械能做了功?其热效率为多少?

答案:已知:Q=1000焦尔 △U=200焦尔求:W=? η=?

解:Q=△U+W, W=Q-△U=1000-200=800焦

W 800

η=─=─── =0.8

Q 1000

答:有800焦尔能量转变为机械能作了功。热效率为0.8

4、已知进入汽轮机蒸汽初压为p₁,初温为t₁,其汽轮机排汽压力为p₂,如果蒸汽在汽轮机内等熵膨胀做功,你怎样利用水蒸汽焓熵图计算蒸汽轮机内所做的功?

答案:已知:p₁,t₁,p₂

求:W=?

解:在水蒸汽焓熵图上找出压力为p₁的等压线及温度为t₁的等温线的交点,该点纵坐标为水蒸汽焓h₁,横坐标为水蒸汽熵,保持横坐标熵不变,沿该

交点垂直向下找出与等压线p₂的交点,在对应纵坐标上找出汽轮机排汽焓 h₂则:蒸汽在汽轮机做的功为:W=h₁-h₂

5、当压力p₁=2.94兆帕的过热蒸汽,经渐缩喷管进入压力p_B=0.0981兆帕的空间,蒸汽进入喷管前焓值h₁=3228千焦/千克,喷管出口焓值h₂=3060千焦/千克,问蒸汽在喷管出口处压力及流速为多少?

答案:已知:p₁=2.94兆帕 p_B=0.0981兆帕 h₁=3228千焦/千克 h₂=3060千焦/千克

求:喷管出口压力p_出=? c=?

解:p_临=p₁×0.546=2.94×0.546=1.605兆帕＞p_B

∵蒸汽流经渐缩喷管

∴ p_出=p_临即 p_出=1.605兆帕

c_临=1.414 =1.414 =579.6米/秒

答:喷管出口压力为1.605兆帕,蒸汽流速为579.6米/秒。

6、一火力发电厂新蒸汽压力为3.5兆帕,新蒸汽温度为435℃,新蒸汽焓为3301.5千焦/千克,排汽焓为2141.2千焦/千克,凝结水的焓为151.5千焦/千克,求循环热效率及热耗率,汽耗率?

答案:已知:h₁=3301.5千焦/千克

h₂=2141.2千焦/千克

h₂=151.5千焦/千克

求:η_朗=? q_朗=? d_朗=?

解:

h₁-h₂ 3301.5-2141.2

η_朗=─── =--------------------------------=0.3683

h₁-h₂ 3301.5-151.5

3600 3600

d_朗=────=──────=3.103千克/千瓦·时

h₁-h₂ 3301.5-2141.2

3600 3600

q_朗=───=────=9774.64千焦/千瓦·时

η 0.3683

答:循环热效率为0.3683,热耗率为9774.64千焦/千瓦·时,汽耗率为3.103千克/千瓦·时。

7、为减少热损失和保证安全工作条件,在外径为133毫米的管道外覆盖保温层。蒸汽管外壁温度为400℃,按电厂安全操作规定,保温材料外侧表面温度不得超过50℃,

如果采用水泥蛭石制品作保温材料,并把每米长管道的热损失q_t,控制在465瓦特/米之下,求保温层厚度为多少毫米?

答案:已知:d₁=133毫米=0.133米 t₁=400℃ t₂=50℃ q_t=465瓦特/米求δ=?

解:查水泥蛭石导热系数为λ=0.07瓦特/米·℃

d_平均=d₁+δ

t₁-t₂

由q_t=πd _平均─── 得:

δ

──

λ

t₁-t₂

q_t=π(d₁+δ)────

δ

──

λ

λπd₁(t₁-t₂) 0.07×3.14×0.133×(400-50)

δ=──────=──────────────

q_t-λπ(t₁-t₂) 465-0.07×3.14×(400-50)

=0.0264米=26.4毫米

答:保温层厚度为26.4毫米

8、水在某容器内沸腾,如压力保持10巴,对应的饱和温度t_饱=179.88℃,加热面温度保持205℃,沸腾换热系数为85700瓦特/米²·℃,试求单位加热面上的换热量。

答案:已知:t_饱=179.88℃

t_壁=205℃

α=85700瓦特/米²·℃

求:q=?

解:q=α(t_壁-t_饱)=85700×(205-179.88)=2152784瓦特/米²

答:单位加热面上的换热量为2152784瓦特/米²

9、某物体吸收率A=0.6,当温度为500℃时,求该物体的辐射力?又问此物体辐射力与同温度下绝对黑体辐射力的比值是多少?

答案:已知:A=0.6 T=273+500=773K

E

求:E=? ── =?

E₀

解:因为物体黑度在数值上等于同温度下物体的吸收率。即:a=A=0.6

T 773

E=ac₀(──)⁴=0.6×5.67×(──)⁴=121416.53瓦特/米²。

100 100

E

又E=aE₀ 故: ── =α=0.6

E₀

答:该物体的辐射力为12146.53瓦特/米²。此物体辐射力与同温度下绝对黑体辐射力的比值为0.6。

10、有一台表面积为15米²的换热器,蒸汽侧有t=45℃的蒸汽流过换热器的表面,且此表面金属温度为25℃,如果传热量为6000瓦特,计算蒸汽对管壁的对流换热系数?

答案:已知:F=15米² t₁=45℃ t₂=25℃ Q=6000瓦特

求:α=?

解:由Q=αF(t₁-t₂)得:

Q 6000

α=────=─────=20瓦特/米²·℃

F(t₁-t₂) 15×(45-25)

答:蒸汽对管壁换热系数为20瓦特/米²·℃

11、试求锅壁两表面温度t_壁1、t_壁2及单位面积传热量q。已知,锅壁厚δ=20毫米,导热系数λ=50瓦特/米·℃,烟气温度t_流1=1000℃,水的温度t_流2=200℃,从烟气到壁面的换热系数α₁=100瓦特/米²·℃,

从壁面到水的换热系数α₂=2000瓦特/米²·℃。

答案:已知:δ=20毫米=0.02米

λ=50瓦特/米·℃

t₁=1000℃

t₂=200℃

α₁=100瓦特/米²·℃

α₂=100瓦特/米²·℃

求:t_壁1=? t_壁2=? q=?

解:

1 1

K=───────=──────────

1 δ 1 1 0.02 1

──+──+── ──+───+───

α₁ λ α₂ 100 50 2000

=91.74瓦特/米²/米²·℃

q=K(t₁-t₂)=91.74×(1000-200)=73392瓦特/米²

q=α₁(t₁-t_壁1)

q 73392

所以: t_壁1=t₁-──=1000───-=266.08℃

α₁ 100

λ

q=──(t_壁1-t_壁2)

δ

δ 0.02

所以: t_壁2=t_壁1-──q=266.08-───×73392=236.72℃

λ 50

答:锅壁两表面温度t_壁1及t_壁2分别为266.08℃及236.72℃,单位面积传热量为73392瓦特/米²。

12、某锅炉空气予热器,空气横向冲刷管簇,空气的平均温度t_空气=133℃,空气与管簇间平均换热系数为60瓦特/米²·℃空气与管簇间换热量为2100瓦特/米²,试确定管子表面的平均温度?

答案:已知:t_空气=133℃

a=60瓦特/米²·℃

q=-2100瓦特/米²

求:t_壁=?

解: q=a(t_空气-t_壁)

q (-2100)

t_壁=t_空气-──=133-────=168℃

a 60

答:管子表面平均温度为168℃。

13、对于一平板的导热,试计算下列条件下平板两表面间的温差。已知平板面积F=0.1平方米,板厚δ=25毫米,板的导热系数λ=0.2瓦特/米·℃,通过板面的导热量Q=1.5千瓦。

答案:已知: F=0.1米²

δ=25毫米=0.025米

λ=0.2瓦/米·℃

Q=1.5千瓦=1500瓦

求:t₁-t₂=?

解:

t₁-t₂

由Q=λ───F得:

δ

Qδ 1500×0.025

t₁-t₂=──=───────=1875℃

λF 0.2×0.1

答:平板两表面温差为1875℃。

14、某一用单级抽汽加热给水的回热循环,锅炉给水焓h₀=436.68千焦/千克,抽汽压力p₀下的抽汽焓h₀=2600千焦/千克,排汽压力p₂下的凝结水焓h₂=119.74千焦/千克,

新蒸汽压p₁下的新蒸汽焓h₁=3286.6千焦/千克,汽轮机排汽焓h₂=2131千焦/千克,求抽汽率,回热循环的热效率及汽耗率。

答案:已知：h₀=436.68千焦/千克 h₀=2600千焦/千克 h₂=119.74千焦/千克 h₁=3286.6千焦/千克 h₂=2131千焦/千克

求:α=? η_回=? d_回=?

h₀-h₂ 436.68-119.74

解:α=────=─────------=0.1278

h₀-h₂ 2600-119.74

α(h₁-h₀)+(1-α)(h₁-h₂)

η_回=──────────

h₁-h₀

0.1278×(3286.6-2600)+(1-0.1278)(3286.6-2131)

=───────────────────=0.3845

3286.6-436.68

3600

d_回=─────────

α(h₁-h₀)+(1-α)(h₁-h₂)

3600

=─────────────────────

0.1278×(3286.6-2600)+(1-0.1278)(3286.6-2131)

=3.286千克/千瓦·时

答:抽汽率为0.1278,回热循环热效率为0.3845,汽耗率为3.286千克/千瓦·时

15、若1千克蒸汽在锅炉中吸热q₁=2512千焦/千克,在凝汽器中放热q₂=2093千焦/千克,问蒸汽在汽轮机机内做功多少?当蒸汽流量为440吨/小时,如果做的动全部用来发电,问每天能发多少电?

答案:已知:q₁=2512千焦/千克 q₂=2093千焦/千克 D=440吨/小时求:ω=? W=?

解:ω=q₁-q₂=2512-2093=419千焦/千克

24×440×1000×419

W=24Dω/3600=──────────=1229066.67千瓦·时

3600

答:蒸汽在汽轮机内作功为419千焦/公斤。蒸汽流量为440吨/小时,作的功全用来发电,每天发电量为1229066.67千瓦·时

16、某主蒸汽流量为400吨/小时,蒸汽流速为117米/秒,如果蒸汽比容为0.04立方米/千克,求该蒸汽管内径?

答案:已知:m=400吨/小时=111.11千克/秒

v=0.4米³/千克 c=117米/秒求:d=?

mv 111.11×0.04

解:由f=───=───────=0.03799米²

c 117

1

又f=──πd²

4

d= = =0.21999米≈220毫米

答:管道内径为220毫米

17、一热机产生1.5千瓦的功率,其热效率为0.24,问热机每小时吸收多少千焦的热量?放出热量与吸收热量之比为多少?所做的功与放出的热量之比又为多少?

答案:已知:N=1.5千瓦 η=0.24 τ=1小时=3600秒求:Q₁=?

Q₂ W

───=? ──=?

Q₁ Q₂

W

解: W=Nτ=1.5×3600=5400千焦因为: η= ──

Q₁

W 5400

所以Q₁=── =───=22500千焦

η 0.24

Q₂=Q₁-W=22500-5400=17100千焦

Q₂ 17100

──=-----------------=0.76

Q₁ 22500

W 5400

──=────=0.3158

Q₂ 17100

答:热机每小时吸收22500千焦热量。放出热量与吸收热之比为0.76。作功与放出热之比为0.3158。

18、温度为20℃2×10⁴立方米,在一加热器内被加热到195℃,定压条件下加热后的空气容积为多少?

答案:已知:T₁=273+20=293K V₁=2×10⁴m² T₂=273+195=468K 求: V₂=?

解:由于该过程为定压过程,所以:

V₁ V₂

──=──

T₁ T₂

V₁ 2×10⁴

V₂=──T₂=────×468=31945.39m³

T₁ 293

答:定压加热后空气容积为31945.39立方米。

19、有一容器中有0.07立方米的气体,其压力为0.3兆帕,当温度不变,容积减小到0.01立方米,其压力上升多少?(题中压力为绝对压力)

答案:已知:V₁=0.07米³ P₁=0.3兆帕 V₂=0.01米³

求: P₂=?

解:该过程是等温过程,所以P₁V₁=P₂V₂

P₁V₁ 0.3×0.07

则:P₂=────=─────=2.1兆帕

V₂ 0.01

答:压力上升到2.1兆帕。

20、某容器容积为0.06立方米储在0.72千克的空气,求气体的比容是多少?如再向该容器充入0.18千克的空气,气体比容变为多少?

答案:已知:V=0.06米³ m₁=0.72千克 m₂=0.72+0.18=0.90千克

求:v₁=? v₂=?

V 0.06

解:v₁=──=───=0.083米³/千克

m₁ 0.72

V 0.06

v₂=──=───=0.067米³/千克

m₂ 0.90

答:气体比容为0.083米³/千克,如再向该容器充入0.18千克空气后,气体比容变为0.067米³/千克。

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