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《青果园》电力题库--热工基础（中级工）试卷
考试时间:
一、填空题(每小题 分,共 分)
1、答案:2、物质通常有三态,它们是_____,_____,_____。
答案:气态 液态 固态
3、功率的定义是_______和________之比,也就是_________内所做的功。
答案:功 完成功所用的时间 单位时间
4、压力的定义是____________________________。
答案:单位面积上所受的垂直作用力
5、从熵的定义式可知,由于绝对温度总为正,于是熵的变化量正负就可判别此热力过程是___________过程还是_________过程。
答案:吸热 放热
6、气体的比容不变时,压力与温度成___________。
答案:正比
7、T-S图中热力过程线下的面积大小即表示__________,所以T-S图实质上也是__________图。
答案:热量 示热
8、热力学第一定律中,工质吸收热量,q取______号,工质内能增加,△u取______号,外界对工质做功,ω取_____号。
答案:+ + -
9、任何热机,必须有一个__________热源与一个___________热源(或称冷源)。
答案:高温 低温
10、卡诺循环是由__________吸热过程__________膨胀过程,____________放热过程与___________压缩,这四个可逆过程组成。
答案:等温 绝热 等温 绝热
11、液体表面上,液体蒸发的快慢与蒸发表面积有关,表面积________,蒸发速度就越快,与温度有关,温度________,蒸发速度越快;与液面上空气流动速度有关,
空气流速__________。蒸发得越快。
答案:越大 越高 越快
12、凝结必定是发生在________或_______汽态物质的饱和温度。
答案:等于 低于
13、定压条件下,对于饱和蒸汽加热,这时蒸汽温度又开始______________,蒸汽温度超过饱和温度,这时的蒸汽称为______________。
答案:上升 过热蒸汽
14、干度x是指每千克__________中所含__________的质量的分额。
答案:湿饱和蒸汽 干饱和蒸汽
15、蒸汽在喷管中流动时,其压力要___________,温度要___________,比容要_____________,流速要_____________。
答案:降低 降低 增大 增大
16、蒸汽在渐缩喷管出口的速度与__________相等时称为临界速度。
答案:当地音速
17、蒸汽在喷管出口压力高于临界压力时,应使用____________喷管,当喷管出口压力低于临界压力时,应使用___________喷管。
答案:渐缩 缩放
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、在相同的界限温度下,__________循环的热效率为最高。
答案:卡诺
21、产生__________的功所消耗的_________叫汽耗率。
答案:1千瓦·小时 蒸汽量
22、单独提高蒸汽初压,会使汽轮机排汽____________。
答案:干度变小
23、回热级数越多,热效率__________,但回热级数越多,设备投资费用_____________。
答案:越高 越大
24、采用回热循环以后,进入凝汽器的蒸汽流量___________,使冷源损失______________,同时凝汽器的热负荷____________,换热面可_______________。
答案:减少 降低 减小 减少
25、既供___________又供________的循环叫供热循环,或称热电合供循环。
答案:热 电
26、传热过程的三种基本方式为_________,_________,___________。
答案:导热 对流 热辐射
27、流体内部的部分流体的热量随着流体的运动而传递到另一部分流体中去,这种热量传递的方式称为___________。
答案:对流
28、单位时间内通过固体壁面的导热热量与两壁表面温度差成________;和壁面面积成_________,与壁厚成________。
答案:正比 正比 反比
29、在壁两表面温差一定的情况下,热阻越小,通过壁面的导热量就___________。
答案:越大
30、对流换热相当于_______和______的联合作用。
答案:导热 对流
31、当汽缸金属壁面的温度__________于水蒸汽压力所对应的饱和温度时,就会发生凝结换热。
答案:低于
32、磨光的金属表面具有________的黑度,表面粗糙的物体具有__________的黑度。
答案:较小 较大
33、绝对黑体的辐射力与其_________的________次方成正比,这是热辐射的一条基本定律,其表达式为____________。
答案: T
绝对温度 四 E0=C0(──)4
100
34、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
35、锅炉过热器传热过程中,烟气对管壁传热大多数情况下是依据____________换热方式和___________换热的共同作用而实现热量传递的。
答案:对流 辐射
36、传热面加装肋片,使该侧换热面积__________,热阻___________,从而__________了传热。
答案:增大 减小 增强
37、表面式换热器冷热流体顺流是指冷流体与热流体按__________流动,逆流是指冷流体与热流体按_________流动。
答案:同一方向 相反方向
38、锅炉对流受热面传热过程的特点之一就是热阻主要在_________侧及其___________热阻上,因此锅炉对流受热面为增强传热,常用增大________流速,同时注意经常清除管壁上积灰。
答案:烟气 灰垢 烟气
39、火电厂常用的蒸汽动力循环有__________,__________,___________,_____________。
答案:朗肯循环 回热循环 再热循环 供热循环
40、一切物体只有具有温度随时都在向外放射_______,而且也在不断地吸收其它物体的_________。
答案:辐射能 辐射能
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℃，压力为1个物理大气压 b.温度为20℃,压力为1个物理大气压
c.温度为0℃,压力为1个工程大气压
答案:a
2、下列单位中属于压力单位的是:( )
a.焦尔 b.牛顿·米 &nb, sp; c.牛顿/米2
答案:c
3、关于内能下列说法正确的是:( )
a.只与气体的温度有关 b.与气体的温度和分子之间的位能有关
c.与气体的压力和比容有关
答案:b
4、关于能量的说法下面正确的是:( )
a.能量的形式可转变,但既不能创生,又不能消灭
b.能量形式可变化,不能创生,但能消灭
c.能量形式不能变,不能创生,也不能消灭
答案:a
5、容器有两种气体,分压力分别为p1、p2,混合压力为p,则下列关系正确的是:( )
a.p1=p2=p b.p=p1+p2 c.p＜p1+p2
答案:b
6、混合气体中组成气体分容积是指:( )
a.在混合气体温度和混合气体压力下该气体所占的容积
b.在混合气体温度与该气体分压力时,该气体所占的容积
c.以上说法都不对
答案:a
7、物体的动能与下列各量有关:( )
a.与物体的质量、速度、温度、位置有关
b.与物体的质量、速度、位置有关
c.与物体质量、速度有关
答案:c
8、下列关系式正确的是:( )
a.T2-T1=t2-t1 b.T2-T1＜t2-t1
c.T2-T1＞t2-t1
答案:a
9、理想气体压力不变,比容与温度的变化规律是: ( )
V1 T1
a. ──=── b.v1T1=v2T2
T2 V2
v1 v2
c.──=──
T1 T2
答案:c
10、下图的p-v图中1-2过程表示:( )
a.气体对外界做功 b.外界对气体做功
c.气体既不对外做功,外界也不对气体做功
答案:b
11、下图的T-S图中,1-2过程表示:( )
a.气体吸热 b.气体放热 c.气体与外界无热量交换
答案:a
12、下图中,1-2过程对外界做功的是:( )
答案:b
13、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
14、对任一热力循环,下列热效率关系式正确的是:( )
q1-q2 ω0 q1-q2 T1-T2
a.η=────=── b.η=────=────
q1 q1 q1 T1
T1-T2 T2
c.η=───=1-──
T1 T1
答案:a
15、将某一压力下的干饱和蒸汽变为湿饱和蒸汽,可采用:( )
a.加热 b.升压 c.降压
答案:b
16、焓熵图上湿蒸汽区查找水蒸汽状态点,采用:( )
a.等压线与等温线交点 b.等压线与等干度线的交点
c.饱和线与等压线或等温线交点
答案:b
17、湿蒸汽比容vx的计算式是:( )
a.vx=(1-x)v"+xv b.vx=(1-x)v+xv"
c.vx=xv
答案:b
18、下图中A.B点是:( )
a.等压点 b.等温点 c.等熵点
答案:a
19、下图中,A、C点是:( )
a.等压点 b.等温点 c.等焓点
答案:b
20、下图中,A、D点是:( )
a.等压点 b.等温点 c.等熵点
答案:c
21、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
22、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
23、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
24、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
25、蒸汽节流前后焓值不变。若在喷管中膨胀至同一压力,则节流后的绝热焓降与节流前的绝热焓降低相比:( )
a.焓降减小 b.焓降不变 c.焓降增加
答案:a
26、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
27、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
28、朗肯循环热效率计算公式:( )
h1-h1 h1-h2
a.ηr= ──── b. ηr= --------------
h1-h2 h1-h2
h1-h1 h1-h2
c.ηr=-------------------- d.ηr=-------------
h1-h2 h1-h2
答案:d
29、提高循环热效率的合理方法:( )
a.提高新蒸初压、初温、降低排汽压力
b.提高新蒸汽温度、降低初压、降低排汽压力
c.提高新蒸汽初压、初温、提高排汽压力
答案:a
30、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
31、采用中间再热循环后,汽轮机末级湿度:( )
a.增加 b.减小 c.不变
答案:b
32、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
33、导热基本公式正确的是:( )
t1-t2 δ
a.Q=λ·───·F b.Q=λ·───·F
δ t1-t2
t1-t2
c.Q=λ·───
δF
答案:a
34、
t1-t2
导热公式q=λ───中,如温差不变,材料不变,而导热量增大了,此时:( )
δ
a.材料的厚度增大了 b.材料的厚度减小了
c.材料的厚度不变而导热系数改变
答案:b
35、发电厂管道敷设保温,此时管道导热热阻:( )
a.增加 b.减小 c.不变
答案:a
36、在维持导热量不变的情况下,要使导热温差减小,应使导热热阻:( )
a.增大 b.减小 c.不变
答案:b
37、减小导热热阻的有效方法是:( )
a.减小导热系数,减小壁厚 b.增加导热系数,减小壁厚
c.减小导热系数,增大壁厚
答案:b
38、下图中两种材料叠置,t1,t2,t3,分别是三个壁面温度,则下面关系式正确的是:( )
a.t1＞t2＞t3 b.t1＜t2＜t3
c.t2＞t1＞t3
答案:a
39、在下图稳定导热中,两壁面导热量:( )
a.qA=qB b.qA＞qB c.qA＜qB
答案:a
40、一过热蒸汽管道,由于某种原因,使管道散热增加,此时,管道内、外壁温差:( )
a.增加 b.不变 c.减小
答案:a
41、对流换热系数越大,对流换热的热阻:( )
a.越大 b.越小 c.与换热系数无关
答案:b
42、通常情况下,流体自由运动换热系数比强迫流动换热系数:( )
a.大 b.小 c.换热系数与流态无关
答案:b
43、流体流态对传热强弱的影响是:当流态由层流变为紊流时,流体与壁面间换热强度:( )
a.不变 b.增大 c.减小
答案:b
44、流体在管内流动时,流速增大,流体与壁面换热系数:( )
a.增大 b.减小
答案:a
45、流体在管外横向流经管簇,管族错列与顺列相比较,流体与管道间对流换热系数:( )
a.顺列对换热系数大 b.错列时换热系数大
c.顺列与错列换热系数相同
答案:b
46、水的沸腾换热系数,泡态沸腾与膜态沸腾相比较:( )
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
47、水蒸汽在遇到冷的管道表面而发生凝结时,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
48、落到物体上的辐射能部分被吸收,部分被反射,另一部分则穿透该物体,吸收率、反射率和穿透率之和:
a.大于1 b.等于1 c.小于1
答案:b
49、表明物体吸收辐射能能力的量是:( )
a.反射率 b.穿透率 c.黑度
答案:c
50、绝对黑体的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
51、一切物体的辐射力与同温度下黑体的辐射力相比:( )
a.大于黑体辐射力 b.等于黑体辐射力 c.小于黑体辐射力
答案:c
52、炉膛内火焰与水冷壁间换热:( )
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
53、锅炉过热器的传热过程中,烟气对过热器管外壁的传热是通过以下传热方式共同作用实现的:( )
a.对流换热与导热 b.对流换热与辐射 c.辐射与导热
答案:b
54、平壁一侧流体对壁面换热系数为α1,另一侧流体对壁面换热系数为α2,平壁厚为δ,导热系数为λ,则这一传热过程总热阻为:( )
δ
a. α1+──+α2
λ
1
b.──────────
1 δ 1
────+──+──
α1 λ α2
1 δ 1
c.──+──+──
α1 λ α2
答案:c
55、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.蒸汽侧或水测
c.管壁及管内水或水蒸汽
答案:a
56、下列放热系数较大的是:( )
a.高压蒸汽凝结放热 b.高压蒸汽对流换热 c.水蒸汽导热
答案:a
57、汽轮机凝汽器,冷油器中传热热阻较大的是:( )
a.管外介质对管壁热阻 b.管内水垢热阻 c.管内介质对内壁热阻
答案:b
58、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.减小设备表面换热系数
答案:a
59、锅炉水冷壁受热面传热过程主要包括以下传热方式的共同作用:( )
a.辐射换热与对流换热 b.对流换热与导热 c.辐射换热,对流换热与导热
答案:c
三、判断题(每小题 分,共 分)
1、功与能是同一个意思,其单位都相同。( )
答案:×
2、热量与热能的单位相同,其含义也相同。( )
答案:×
3、下落过程的物体,其位能一定是减小的。( )
答案:√
4、物体温度越高,其热量越多。
答案:×
5、容器内绝对压力低于大气压力时,p绝=p表+B。( )
答案:×
6、由于状态参数中的温度T是表示物体的冷热程度,所以热量也是状态参数。( )
答案:×
7、一定质量的工质其比容不发生变化,则工质不对外做功,其压力也不会降低。( )
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、绝热过程因工质与外界无热量交换,故工质温度也不会发生变化。( )
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、提高循环热效率的根本途径是提高工质平均吸热温度T1,降低平均放热温度T2。( )
答案:√
12、热效率是循环热功转换效果的主要指标。( )
答案:√
13、饱和水蒸汽压力发生变化,其干度不会发生变化。( )
答案:×
14、凝结必定发生在温度低于或等于气态物质的饱和温度时。( )
答案:√
15、定压条件下,对饱和水加热,其温度为一定值,原因是加入的热量用来克服外力使体积膨胀作功。( )
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,相应的饱和水和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、蒸汽通过喷嘴后,其部分热能将转化为动能。( )
答案:√
20、 mv
从喷管流动连续方程式f= ───中,因喷管中流动的流体速度c是增加的,所以喷管截面面积f应减小。( )
c
答案:×
21、临界速度是渐缩喷管可能达到的最大速度。( )
答案:√
22、 f·c
从关系式 m=───中知,在缩放喷管的渐扩部分,f、c增大,故m也增大。( )
v
答案:×
23、节流过程因节流前后蒸汽焓值不变,因而蒸汽节流过程是等焓过程。( )
答案:×
24、朗肯循环就是工质在热力设备中不断进行等压吸热、绝热膨胀、等压放热、绝热压缩四个过程,使热能不断转变为机械能。( )
答案:√
25、采用中间再热循环不但可以提高循环的热效率,而且可以降低汽耗率。( )
答案:√
26、为提高朗肯循环热效率,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:×
27、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:√
28、当给水温度在某一值使回热循环热效率最低时,则此给水温度称为热力学上的最佳给水温度。( )
答案:×
29、材料的导热系数因材质不同而不同。( )
答案:√
30、发电厂高温管道保温减小了导热热阻。( )
答案:×
31、对相同的导热温差层,导热热阻增大,使导热热量增加。( )
答案:×
32、受热面结垢后,影响了传热效果,故传热量减小,传热温差也越小。( )
答案:×
33、为了减少管道散热,可采用选用导热系数大的材料作保温材料,同时增加保温层厚度。( )
答案:×
34、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:√
35、对流换热系数与流体种类有关,与流动状态等无关。( )
答案:×
36、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:√
37、一般来说,强迫流动换热比自然流动要强烈。( )
答案:√
38、流体处于层流运动时,由于流体分层流动,热量传递是依靠导热进行的,所以层流换热要比紊流换热弱。( )
答案:√
39、沸腾换热时,产生膜态沸腾会使换热系数显著提高。( )
答案:×
40、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:√
41、当水蒸汽和高于蒸汽压力所对应饱和温度的冷壁面接触时,会发生凝结换热。( )
答案:×
42、热辐射过程中包含着能量形式的转换。( )
答案:√
43、绝对黑体的反射率和吸收率均为零。( )
答案:×
44、物体吸收能力越强,其辐射能力就越弱。( )
答案:×
45、实践证明,遮热板应选用黑度较小的材料。( )
答案:√
46、气体辐射的特点之一是对热辐射线的波长有选择性。( )
答案:√
47、锅炉炉膛中烟气对水冷壁管外壁的换热主要是以对流为主。( )
答案:×
48、传热系数越大,即传热总热阻越大。( )
答案:×
49、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:√
50、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热系数等。( )
答案:×
51、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:×
52、对于汽机凝汽器,提高其蒸汽侧换热系数的方法常有:合理布置管束,尽量采用横向叉排或辐排布置;保证凝汽器有良好的密封性及抽气器正常工作,减小凝汽器内的空气量;
装置凝结水挡板等。( )
答案:√
53、蒸汽中含有不凝结气体时,不凝结气体会在冷却面上影响蒸汽通过,造成很大热阻,从而使水蒸汽凝结换热显著削弱。( )
答案:√
54、物体的黑度在数值上等于同温度下物体的吸收率。( )
答案:√
55、喷管前后压差不变时,喷管中某一点蒸汽参数不随时间变化。( )
答案:√
56、定压条件下,水汽化时必定吸热。( )
答案:√
57、随着压力的增高,水汽化所吸收的热量将随着增大。( )
答案:×
58、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:√
59、一定质量的理想气体的压力、比容、温度之间是相互制约的,并保持为一定关系。( )
答案:√
60、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:√
四、问答题(每小题 分,共 分)
1、热量、比热、热容量各说明了什么?
答案:答:热量是在加热和冷却过程中,物体吸收或放出热能的数量;比热是指单位质量的某种物质,温度升高或降低1℃时所吸收或放出量的多少;
热容量是热学力中,m千克物体温度升高1℃所吸收的热量。
2、焓的定义是什么?数学表达式怎样表示?
答案: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;数学表达式为:h=u+pv。
3、
q1-q2 T1-T2
循环热效率公式为η=────或η=─── ,
q1 T1
是否完全相同?为什么?
答案:答:
q1-q2 T1-T2
循环热效率公式η= ───与η=───
q1 T1
不完全相同,前一公式是适用于任意正向循环的。无论是可逆循环还是不可逆循环。后一公式使用是有条件的,适用于卡诺循环或两等温吸热和放热过程之间的其它可逆循环。
4、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。
5、在同一压力下,工质的比容v＜v,说明工质的温度高于还是低于t饱?假如工质的比容v＞v,温度t＞t泡,则工质处于什么状态?
答案:答:同一压力下,工质比容v＜v,说明工质温度低于t饱。如果工质的比容v＞v,温度t＞t饱,则工质处于过热状态。
6、什么是绝热稳定流动?稳定流的连续方程式和能量方程式如何表示?
答案:答:所谓绝热稳定流动是指工质在流动过程中与外界无热量交换,流道中任何一点的流速及其各种参数如温度、压力、比容等都不能随时间而发生变化的流动。
稳定流连续流动方程式为mv=fc。绝热稳定流动能量方程式为:
c12 Z1 c22 Z2
h1+────+──=h2+───+──。
2 g 2 g
7、节流前后的状态参数如何变化?节流在热力过程中有何用处?
答案:答:节流前后蒸汽状态参数变化为:压力降低,温度降低,熵和比容增加。湿蒸汽范围内绝大多数节流过程节流后干度增加。节流在热力工程上常用来:
(1)利用节流减少汽轮机汽封系统中蒸汽的漏泄量。
(2)利用节流来测定工质流量。
(3)利用节流调节汽轮机功率。
8、为什么要采用再热循环?在什么情况下采用?
答案:答:为了提高循环热效率,就须提高p1和t1,但蒸汽初温t1的提高受到金属耐温性的限制。在初温t1与排汽压力p2保持不变的条件下,提高蒸汽初压p1
会使汽轮机末级排汽湿度增大,从而影响汽轮机的安全运行,并使机组相对内效率降低。为了使p1提高而排汽又有足能的干度,因此采用中间再热循环。一般情况下,
汽轮机乏汽湿度应小于12%,否则应采用中间再热循环。
9、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,因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。
10、什么是导热热阻,如何计算?
答案: δ
答:导热壁壁厚度与导热系数的比值称为导热热阻。导热热阻计算式为 ──。
λ
11、圆筒内,外壁上通过的导热量q是否相同?怎样计算?
答案:答:圆筒内、外壁上通过的导热量q如采用每米长圆筒壁的导热量来计算,q是相同的q0。单层圆筒壁导热的简化公式为:
t1-t2
qι=πd平均────。
δ
──
λ
12、什么叫对流换热?影响对流换热系数的因素有哪些?
答案:答:流动的流体与固体壁面接触时,由于流体与壁面之间有温度差而发生的两者之间的热交换现象称为对流换热。影响对流换热系数的因素有:
①流体流动的动力:强迫流动换热系数大于自然流动换热系数;
②与流体有无物态变化有关:有物态变化时的对流换热比无物态变化时的对流换强烈;
③与流体流动状态有关:紊流流动对流换热比层流流动强烈;
④与流体所接触的固体表面的形状、大小及流体与固体表面间相对位置有关;
⑤与流体的物理性质如密度、粘性、导热系数、比热、汽化潜热等有关;
⑥与流体种类有关。
13、锅炉水冷壁布置在炉膛四周,火焰中心温度约为1500℃左右,水冷壁管内是沸腾的水,过热器布置在水平烟道对流区,烟气温度约为500℃─1000℃,过热器内是过热蒸汽,
运行实践证明,过热器比较容易烧坏,为什么?
答案:答:因为锅炉水冷壁管内是沸腾的水,管壁与水沸腾换热系数很大,使管壁与水换热温差较小,故水冷壁管温度接近于沸水温度。过热器中流的过热蒸汽温度较高,
且与管壁对流换热系数较小,使管壁温度较高,故过热器比较容易烧坏。
14、沸腾换热时,热负荷与加热壁面和饱和水之间的温差有何关系?换热系数与其温差有何关系?
答案:答:热负荷q较低时,△t也较小,α的值并不大,基本上相当于液体自由运动时的放热系数,尔后沸腾换热系数α随温差△t的提高迅速增加,以至达到很高的数值。
这一阶段,汽泡产生和运动起着决定性作用。这种沸腾称泡态沸腾。继续提高温差△t,沸腾换热系数会显著降低,这是由于汽泡数目的迅速增加,最后至汽泡与
汽泡间发生汇合,并形成一层汽膜把水与加热面隔开,这时加热面与水之间热量传递须通过这一层汽膜才能进行。汽膜内热量传递依靠导热,蒸汽导热系数较小,
因此汽膜热阻较大,沸腾换热系数迅速降低。这时的沸腾称膜态沸腾,此过程,换热量也迅速降低。
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消弱遮热板间物体的辐射换热。
16、为什么烟气在高温时与管壁的热交换以辐射为主,而在不太高的温度时以对流换热为主?
答案:答:高温烟气与管壁之间换热是以对流换热和辐射的方式进行的,当烟气温度较高,辐射力与绝对温度的四次方成正比,所以高温烟
气辐射力很大,高温烟气与管壁之间的对流换热相对于辐射换热来说是很小的,其热交换以辐射为主。当烟气温度不太高时,烟气的
辐射力较小,烟气与管壁之间的对流换热相对于辐射换热来说是比较大的,其热交换以对流换热为主。
17、增强传热的措施有哪些?试举例说明。
答案:答:增加传热的措施有:
(1)提高传热系数K。增大传热系数,应首先减小热阻中的数值最大一项,就可增强传热。
(2)增大传热面积。
(3)增大传热温差△t。
如:增大锅炉受热面传热的主要办法是增大烟气侧传热系数,锅炉水冷壁和省煤器管外加装肋片,传热管束尽可能叉排布置,受热面定期吹灰、除垢等都是为了加强传热。
18、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平均= ───── ;
2
△t-△t"
对数平均温差为△t平均=───── 。
△t
In───
△t"
19、物体的黑度与吸收率间有何关系?黑度大小与辐射力有又何关系?
答案:答:物体黑度表明了物体接近于黑体的程度,实际物体黑度小于1,对于不同的物体,黑度差别很大。通常物体的黑度与物体的材料、温度和它的表面状况有关,粗糙
和氧化的表面一般黑度大一些。物体的黑度在数值上等于同温度下物体的吸收率。物体黑度越大,吸收能力越强,其辐射能力也越强。
20、导热系数的大小说明了什么问题?
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。
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毫米汞柱=0.103兆帕
求:p绝=?
解:p绝=p表+B=9.087+0.103=9.91兆帕
答:绝对压力为9.91兆帕。
2、皮带输煤机把100吨煤从0米送到5米高处,求输煤机所做的功是多少千焦?如果完成全部功所用的时间为5分钟,输煤机功率为多少千瓦?
答案:已知:F=100吨=980700牛顿 S=5-0=5米 t=5分=300秒
求:W=? N=?
解:W=F·S=980700×5=4903500焦=4903.5千焦
W 4903.5
N=──=────=16.345千瓦
t 300
答:输煤机所作的功是4903.5千焦尔,输煤机功率为16.345千瓦。
3、某容器容积为0.06立方米,储有0.72千克的空气,求气体比容是多少?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2 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。
4、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,其压力上升到多少?(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。
5、温度为20℃的空气2×104立方米,在一加热器内被定压加热到195℃,问加热后的空气容积为多少?
答案:已知:T1=273+20=293K
V1=2×104m3
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
6、当大气压力为0.1兆帕时,温度为20℃的气体所占有的容积为3立方米,求标准状态下气体所占有的容积为多少立方米?
答案:已知:P1=0.1兆帕
T1=273+20=293K
V1=3米3
P0=0.1013兆帕
T0=273K
求:V0=?
P1V1 P0V0
解:由───=───得
T1 T0
P1V1T0 0.1×3×273
V0=────=-----------------------=2.759米3
T1P0 0.1013×293
答:标准状态气体占有容积2.759米3。
7、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,问有多少能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。
8、有100千克的饱和蒸汽,其中含水20千克,如该饱和压力下v=0.0010906立方米/千克,v"=0.3926立方米/千克,求蒸汽的干度以及比容是多少?
答案:已知:v=0.0010906米3/千克
v"=0.3926米3/千克
求: x=? vX=?
100-20
解:x= ────=0.80
100
vX=v+x(v"-v)=0.0010906+0.8×(0.3296-0.0010906)
=0.31430米3/千克
答:蒸汽干度为0.8,比容为0.3143米3/千克。
9、某主蒸汽管流量为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=
答:管道内径为220毫米。
10、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,问蒸汽在汽轮机内做功多少?当蒸汽流量为440吨/小时,如果做的功全部用来发电,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。
11、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,凝结水泊焓为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=?
h1-h2 3301.5-2141.2
解: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/千克·时
η 0.3683
答:循环热效率为0.3683,热耗率为9774.64千焦/千克·时,汽耗率为3.103千克/千瓦·时。
12、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下凝结水焓h2=119.74千焦/千克,新蒸汽压力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:a=? η回=? d回=?
h0-h2 436.68-119.74
解: a=───=--------------------------=0.1278
h0-h2 2600-119.74
a(h1-h0)+(1-a)(h1-h2)
η回=─────────
h1-h2
0.1278(3286.6-2600)+(1-0.1278)(3286.6-2131)
=───────────────────=0.3845
3286.6-436.68
3600
d回=────────
a(h1-h0)+(1-a)(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。
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=?
t1-t2
解: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、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,保温材料外测表面温度不得超过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q1控制在465瓦特/米之下,问保温厚度为多少毫米?
答案:已知:d1=133毫米=0.133米
t1=400℃
t2=50℃
q1=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q1=πd平均──── 得:
δ
──
&nbs, p; λ
t1-t2
q1=π(d1+δ)─────
δ
───
λ
λπd1(t1-t2)
δ=──────
q1-λπ(t1-t2)
0.07×3.14×0.133×(400-50)
=──────────────
465-0.07×3.14×(400-50)
=0.0264米=26.4毫米
答:保温层厚度应为26.4毫米。
15、某锅炉空气预热器,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℃。
16、压力P=1巴的干饱和蒸汽,其温度t饱=99.64℃,在长度为1米,外径为40毫米的管表面上凝结,若管壁表面温度为60℃,蒸汽凝结换热系数为5100瓦特/米2·℃。求管子表面的换热量。
答案:已知:t饱=99.64℃
t壁=60℃
a=5100瓦特/米2℃
L=1米
d外=40毫米=0.04米
求:Q=?
解: F=πd外L=3.14×0.04×1=0.1256米2
Q=aF(t饱-t壁)=5100×0.1256×(99.64-60)
=26391.8瓦特
答:管子表面的换热量为25391.8瓦特。
17、有两层平行平板,板面温度分别为900℃和200℃,黑度分别为0.7和0.8,求系统黑度an和5米2板面上每小时的换热量?
答案:已知:T1=273+900=1173K
T2=273+200=473K
a1=0.7
a2=0.8
F=5米2
求:an=? 3600Q=?
1 1
解:an=─────── =─────=0.596
1 1 1 1
------ +-------- -1 ──+--------- -1
a1 a2 0.7 0.8
T1 T2
Q=QnC0[(───)4 - (───)4]F
100 100
1173 473
=0.569×5.67[(──── )4-( ─── )4]×5
100 100
=311425.6瓦特=311.43千焦/秒
3600Q=3600×311.43=1121148千焦
答:系统黑度为0.569,5米2板面上每小时的换热量为1121148千焦。
18、钢管内径d1=42毫米,外径d2=49毫米。管内流过过热蒸汽,其平均温度t流2=440℃。a2=1000瓦特/米·℃,管外流过烟气,其平均温度t流1=660℃,a1=50瓦特/米2·℃。
求传热系数和传热量q1(管壁热阻不计)。
答案:已知:d1=42毫米=0.042米
d2=49毫米=0.049米
t2=440℃
t1=660℃
a1=50瓦特/米2·℃
a2=1000瓦特/米2·℃
求:K=? q1=?
1 1
解:K=─────=─────=47.62瓦特/米2·℃
1 1 1 1
──+── ──+───
a1 a2 50 1000
qι=Kπdx(t1-t2)
∵a1＜＜a2 ∴取dx=d1=0.042米
q1=47.62×3.14×0.042×(660-440)=1381.63瓦特/米
答:传热系数为47.62瓦特/米2·℃,传热量q1为1318.63瓦特/米。
19、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:a=?
解:由Q=aF(t1-t2)得:
Q 6000
a=────=─────=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·℃
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