2016年浙江省中国计量大学热工基础考研真题.doc

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2016 年浙江省中国计量大学热工基础考研真题工程热力学部分（共 75 分）一、名词解释（每题 3 分，共 15 分）： 1、热源 2、平衡状态 3、熵产 4、分压力 5、循环热效率二、填空题（每空 1 分，共 22 分） 1、气体常数由（）决定，与气体所处状态（）（填有关或无关）； 2、温标是指（）；国际单位制采用（）作为基本温标； 3、系统与外界传递热量的动力是（）； 4、实现可逆过程的条件是（）和（）； 5、焓是状态参数，由（）和（）两部分组成； 6、热力学第二定律指出了热力过程进行的（），（），（）； 7、卡诺循环由两个（）过程和两个（）过程组成； 8、定温过程的多变指数是（）；定压过程的多变指数是（）； 9、可逆过程容积变化功表达式为（），可逆过程技术功的表达式为（）； 10、熵增加的过程（）（填一定或不一定）是吸热过程； 11、热力系统与外界发生（）交换而引起的熵变化称为熵流； 12、在水的定压汽化过程中，单位质量的水从（）状态到（）状态吸收的热量为汽化潜热。三、计算题（共 38 分）

1、（本题 6 分）长期放在室内的一个氧气瓶，体积为 25L，压力表指示的瓶内氧气的表压为 0.5MPa,室温为 20℃，大气压力为 0.1 MPa，求瓶内所存氧气的质量。其中氧气的摩尔质量为 32g/mol。 2、（本题 6 分）气体在某一过程中吸入热量 12kJ，同时热力学能增加了 20 kJ，该过程对外交换的功量是多少？是压缩过程还是膨胀过程？ 3、（本题 12 分）请分别用克劳修斯积分不等式、卡诺定理、孤立系统熵增原理证明以下热力过程能否发生：热机工作于 t1=267℃和 t2=27℃之间，工质从高温热源吸收了 1000kJ 热量，对外做功 480kJ。 4、（本题 14 分）设气缸中有 0.1kg 二氧化碳，其压力为 0.1MPa，温度为 27℃。如进行一个可逆定压过程，气体对外作功 3 kJ。设比热容为定值，求过程中气体热力学能和熵的变化，以及过程中气体吸收的热量。已知二氧化碳的气体常数为 0.1889 kJ/kg.K，比定容热容为 0.661 kJ/kg.K。传热学部分（共 75 分）一、简答题（每题 4 分，共 20 分） 1、导热系数、热扩散率 a、对流换热表面传热系数 h的单位各是什么？哪些是物性参数? 哪些与过程有关？ 2、导热问题常见的三类边界条件是什么？ 3、写出 Gr数的定义式及其物理含义。 4、什么是黑体？黑体热辐射的三个基本定律是什么？ 5、写出对数平均温差的计算式，并说明各个符号的含义。二、简要分析题（每题 5 分，共 20 分）

1、写出 Nu数与 Bi数的定义式，它们之间有什么区别？ 2、如图 1 所示的双层平壁中，导热系数λ1、λ2 为定值，假设过程为稳态，试分析图 1 中 ①、②、③条温度分布曲线所对应的λ1 和λ2 的相对大小。图 1 3、示意性地画出管内湍流流动时，局部对流表面传热系数 hx 的沿程变化规律，并进行简要说明。 4、角系数有哪些性质？求出图 2 中半球面 2 对半圆底面 1 的角系数 X2,1 。图 2 三、计算题（共 35 分） 1、（本题 10 分）直径为 2cm 的钢球，比热为 0.48kJ/(kgC)，密度为 7753kg/m3，导热系数为 33W/(mK)，置于对流换热系数为 20W/(m2K)、温度为 20C 的空气中，计算该钢球从 400C 下降到 200C 时所用的时间（以秒为单位）。 2、（本题 10 分）在边界层流动中，热边界层中的温度分布为： t t f t  w t  w  3( y  ) 2(  2 y )  其中 tf 为流体外流的温度，tw 为壁面的温度， 为热边界层厚度，若流体的导热系数为

0.03W/(m.K)，/x=5.0/Rex 1/2，当 x=0.2m 时的雷诺数为 Rex = 102400，求当地（x=0.2m 处）的对流换热系数 hx及 Nux数。 3、（本题 15 分）两块平行放置平板的表面发射率均为 0.8，温度分别为 t1=527C 及 t2=27C，板间距远小于板的宽度和高度， =5.6710-8 (W/m2K4)。计算：（1）板 1、2 之间的辐射换热量；（2）板 1 的自身辐射；（3）板 1 的投入辐射；（4）板 1 的有效辐射；（5）板 1 的反射辐射。

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