工程熱力部分

一、簡答題：（每題6分，共30分）

1.兩股濕空氣穩定絕熱合流，濕空氣的參數分別為：ma1、p1、t1、h1、s1、c1；ma2、p2、t2、h2、s2、c2，合流后的參數用角標3表示。試寫出質量方程、能量方程和熵方程。

2.試用焦耳——湯姆遜系數，分析理想氣體和制冷劑，在絕熱節流后產生的溫度效應。

3.試根據熱力學第二定律證明p-v圖上可逆絕熱過程線不相交。

4.門窗緊閉的房間內有一臺電冰箱正在運行，若敞開冰箱大門就有一股涼氣撲面，使人感到涼爽。你認為能否通過敞開冰箱大門的方式降低室內溫度？

5.已知濕空氣的溫度、壓力以及水蒸氣分壓力，判斷濕空氣是否飽和？什么條件下才結露？其含濕量如何？

二、計算題（每題15分，共45分）

1.有一可逆熱機，如圖所示，自高溫熱源t1吸熱，向低溫熱源t2和t3放熱。已知：t1=727℃，t3=127℃，Q1=1000kJ，Q2=300kJ，W=500kJ，求：

（1）Q3=？

（2）可逆熱機的熱效率？

（3）熱源溫度t2=？

（4）三熱源和熱機的熵變？

（5）在T-S圖上表示熱機循環。

2.空氣壓縮制冷裝置，吸入的空氣p1=0.1MPa， t1=27°C，絕熱壓縮到p2=0.4Mpa，溫度為-10°C，空氣進入膨脹機的溫度為20°C，

試求：

（1）壓縮機出口壓力；（2）制冷機的質量流量；

（3）壓縮機的功率；（4）循環凈功率。

3.已知范德瓦爾方程，求：1mol氣體由初態v1可逆地定溫膨脹到終態v2，所吸收的熱量。

傳熱學部分

一、問答題（每題6分，共30分）

1.試說明得出導熱微分方程所依據的基本定律。

2.一大平壁兩側表面溫度分別為T1和T2，且T1＞T2，其導熱系數λ與溫度T呈線性變化：λ=λ0+AT，式中λ0為正值常數。試畫出對應于A＞0、A＝0和A＜0三種情況下一維平壁穩態導熱時的溫度分布曲線，并說明理由。

3.什么叫膜狀凝結？什么叫珠狀凝結？膜狀凝結時熱量傳遞過程的主要阻力在什么地方？

4.寫出Pr數的表達式并說明其物理意義；Pr=1時流動邊界層厚度與溫度邊界層厚度相等的結論適用于何種場合？

5.什么是有效輻射？若黑體的輻射力為Eb、投入輻射為G，試問黑體的有效輻射J為多少？

二、計算題（每題15分，共45分）

1.有一厚為20mm的大平壁，導熱系數為1.3W/（m·K）。為使每平方米壁面的熱損失不超過1500W，在外表面上覆蓋了一層導熱系數為0.12W/（m·K）的保溫材料。已知復合壁兩側溫度分別為700℃及50℃，試確定此時保溫層的厚度。

2.一常物性、不可壓縮的流體同時流過內徑分別為d1與d2的兩根直管而被加熱，且d1=2d2.流動與換熱均已處于湍流充分發展區域，對流換熱的實驗關聯式為Nu=0.023Re0.8Pr0.4.試確定在下列兩種情況下兩管內平均表面傳熱系數的相對大小：

（1）流體以同樣的流速流過兩管；

（2）流體以同樣的質量流量流過兩管。

3.三個表面構成一個封閉系統，其中表面1、2為黑體，且都為平面；表面3為絕熱面。假定兩個黑體表面的面積相等，即A1=A2，溫度分別為T1與T2，試畫出該輻射換熱系統的網絡圖，并導出表面3（絕熱面）的溫度T3的表達式。