【正文】 1點：由P1=6MPa, t1=560176。C 得：h1=, s1=()a點：由sa=s1, Pa=2MPa 得：ha=2點：由s2=sa,P2= 得：h2=, x=3(4)點：由P3=P2 得：h3=5(6)點：由P5=Pa 得：h5=抽汽量： 熱效率： 軸功：ws=(h1h5) h=() =65 解：（1）循環(huán)熱效率為：（2）1到2為可逆絕熱過程，所以有：2到3為定容吸熱過程，所以有：3到5為可逆絕熱過程，又因為： 所以有：放熱過程為定壓過程，所以循環(huán)的放熱量為： 所以循環(huán)的熱效率為：之所以不采用此循環(huán)，是因為實現(xiàn)氣體定容放熱過程較難。和絕熱壓縮及多變壓縮相比，定溫壓縮過程，壓氣機的耗功最小，壓縮終了的氣體溫度最低，所以趨近定溫壓縮是改善壓縮過程的主要方向，而采用分級壓縮、中間冷卻是其中一種有效的措施。理論上，分級越多，就越趨向于定溫壓縮，但是無限分級會使系統(tǒng)太復(fù)雜，實際上通常采用2－4級。2. 從示功圖上看，單純的定溫壓縮過程比多變或絕熱壓縮過程要多消耗功，為什么還說壓氣機采用定溫壓縮最省功？答：這里說的功是技術(shù)功，而不是體積功，因為壓縮過程是可看作穩(wěn)定流動過程，不是閉口系統(tǒng)，在pv圖上要看吸氣、壓縮和排氣過程和p軸圍成的面積，不是和v軸圍成的面積。4. 空氣壓縮制冷循環(huán)能否用節(jié)流閥代替膨脹機，為什么？答：蒸汽制冷循環(huán)所以采用節(jié)流閥代替膨脹機，是因為液體的膨脹功很小，也就是說液體的節(jié)流損失是很小的，而采用節(jié)流閥代替膨脹機，成本節(jié)省很多，但是對于空氣來說，膨脹功比液體大的多，同時用節(jié)流閥使空氣的熵值增加很大，從Ts圖上可以看出，這樣使吸熱量減少，制冷系數(shù)減少。對于理想氣體，絕熱節(jié)流前后溫度不變。7. 熱泵與制冷裝置有何區(qū)別？答：熱泵和制冷裝置都是從低溫?zé)嵩次鼰?，向高溫?zé)嵩捶艧帷?. 使用制冷裝置可以獲得低溫，有人試圖以制冷裝置得到的低溫物質(zhì)作為熱機循環(huán)中的低溫?zé)嵩?，達到擴大溫差，提高熱機循環(huán)熱效率的目的，這種做法是否有利？答：沒有利處。9. 在圖715(b)中，有人企圖不用冷凝器，而使?fàn)顟B(tài)2的工質(zhì)直接進行絕熱膨脹降溫，然后去冷庫吸熱制冷，這是否可行？為什么？答：不可行，直接進行絕熱膨脹降溫，如果是定熵過程，那么回到了初態(tài)，當(dāng)然不可能去冷庫吸熱制冷了。如果采用二級壓縮，最佳壓縮比為： 所以中間壓力為：各級排氣溫度相同，等于：二級壓縮所需的技術(shù)功為：75 解：求多變指數(shù)n： 所以功率為：76 解：查表得到：h1=1670kJ/kg P1=h2=1789kJ/kg P2=h4=h3=489kJ/kg吸熱量：q2=h1h4=1181kJ/kg流量： 耗功： 功率：77 解：(1) 可逆絕熱壓縮壓氣機所需的技術(shù)功為：功率：壓氣機出口溫度：(2) 功率： 78 解： 制冷系數(shù)：膨脹機出口溫度：制冷量： 放熱量：耗功：79 解：因為制冷系數(shù)為： 制冷量： 供熱系數(shù)：供熱量： 710 解：查表得到：h3=h4=536kJ/kgh1=1532kJ/kg h2=1703kJ/kg流量： 制冷量：711 解：查表得到：h1=1670kJ/kg h2=1820kJ/kgh3=h4=512kJ/kg 由 得流量為：m=耗功：供熱系數(shù)：電爐功率：712 解: 供熱系數(shù)：耗功率：713 解：查表得到：h1=495kJ/kg h2=540kJ/kgh3=h4=240kJ/kg 流量：功率：714 解：(1)室內(nèi)溫度20176。C：查表得到：h2=550kJ/kgh3=h4=240kJ/kg 所以，應(yīng)該保持室內(nèi)溫度為20176。 第八章習(xí) 題 81. 一大平板，高3m，寬2m，厚 ，導(dǎo)熱系數(shù)為45 W/(m 解：解：由傅立葉導(dǎo)熱定律： 熱阻 m 熱流量 熱流密度 82. 空氣在一根內(nèi)徑50mm，已知空氣平均溫度為80℃，管內(nèi)對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為 W/(m2 解：由牛頓冷卻公式：得到 83. 一單層玻璃窗，寬1m，玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為 W/(mK)和 W/(m2 解：對流換熱計算公式： 導(dǎo)熱熱阻為： 內(nèi)側(cè)對流換熱熱阻為： 外側(cè)對流換熱熱阻為：84. 如果采用雙層玻璃窗，玻璃窗的大小、玻璃的厚度及室內(nèi)外的對流換熱條件與13題相同，雙層玻璃間的空氣夾層厚度為5mm，夾層中的空氣完全靜止，空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為 W/(m試求玻璃窗的散熱損失及空氣夾層的導(dǎo)熱熱阻。K)。K)。K)。解：傳熱系數(shù) 熱流通量為： 由得到： 86. 如果冬季室外為大風(fēng)天氣，室外空氣和外墻之間對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為 W/(m2 必須保證電暖氣的散熱量等于通過墻壁的換熱量，所以電暖氣的功率為第九章91 一冷庫的墻由內(nèi)向外由鋼板、礦渣綿和石棉板三層材料構(gòu)成， mm、150 mm和10 mm，熱導(dǎo)率分別為45 W/(mK)、 W/(mK) W/(mK)。C和30 176。為了維持冷庫內(nèi)溫度恒定，試確定制冷設(shè)備每小時需要從冷庫內(nèi)取走的熱量。C和80 176。（1）試求通過爐墻的熱流密度；（2） W/(mK)的珍珠巖混凝土保溫層代替紅磚層并保持通過爐墻的熱流密度及其它條件不變，試確定該保溫層的厚度。已知復(fù)合墻壁內(nèi)外兩側(cè)壁面溫度分別為800 176。C，試確定保溫層的厚度。標(biāo)準(zhǔn)試件的厚度 mm，熱導(dǎo)率 W/(mK)；待測試件的厚度 mm。穩(wěn)態(tài)時測得壁面溫度 176。C、 176。忽略試件邊緣的散熱損失。解：根據(jù)題意： 得到： 95 有一3層平壁，各層材料熱導(dǎo)率分別為常數(shù)。C 、 176。C 及 176。試比較各層導(dǎo)熱熱阻的大小并繪出壁內(nèi)溫度分布示意圖。已知鋼管外壁面溫度為400 176。C，并且每米長管道的散熱損失要小于160 W，試確定保溫層的厚度。管道外包兩層保溫材料：第一層厚度為40 mm， W/(mK)；第二層厚度為50 mm， W/(mK)。C，保溫層外壁面溫度為50 176。試求：（1）各層導(dǎo)熱熱阻；（2） 每米長蒸汽管道的散熱損失；（3）各層間的接觸面溫度。桿的側(cè)面與周圍流體進行對流換熱，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h，流體的溫度為，且。解：邊界條件： 換熱方程： 99 已知98題中的 mm、 mm、 W/(mK)、 176。C、 176。試求每小時金屬桿與周圍流體間的對流換熱量。910 測量儲氣罐內(nèi)空氣溫度的溫度計套管用鋼材制成，熱導(dǎo)率為 W/(mK)，套管壁厚 mm，長 mm。C，套管另一端與儲氣罐連接處的溫度為40 176。已知套管與罐內(nèi)空氣間對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為5 W/(m2K)。解: 忽略測溫套管橫截面上的溫度變化，并認(rèn)為套管端部絕熱，則套管可以看成是等截面直肋，測溫誤差為 根據(jù)（2－47） 套管截面面積，套管換熱周長， 查附錄13得到： 911 同上題，若改用熱導(dǎo)率 W/(mK)、 mm的不銹鋼套管，其它條件不變，試求其測溫誤差。 912 熱電偶的熱接點可以近似地看作球形，已知其直徑 mm、材料的密度 kg/m比熱容 J/(kgK)。C，突然將其放入120 176。解:先判斷能否用集總參數(shù)法： 由得到: 由得到: 計算得到: 913 將初始溫度為80 176。C、流速為12 m/s的風(fēng)道中冷卻，5分鐘后紫銅棒的表面溫度降為34 176。已知紫銅棒的密度 kg/m比熱容 J/(kgK)、熱導(dǎo)率 W/(mK)，試求紫銅棒表面與氣體間對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。 由得到: 計算得到: 914 將一塊厚度為5 cm、初始溫度為250 176。C的氣流中，鋼板壁面與氣流間對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為100 W/(m2K)，已知鋼板的熱導(dǎo)率 W/(mK)、熱擴散率 m2/s，試求：（1） cm處的溫度；（2）鋼板表面溫度達到150 176。解：這是一個一維平板非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的問題，由得到: ，可以用集總參數(shù)法計算。C后取出，突然放入溫度為30 176。已知鋼棒材料的密度 kg/m比熱容 J/(kgK)、熱導(dǎo)率 W/(mK)。C時所需的時間。C；上邊維持均勻的溫度400 176。已知該物體的熱導(dǎo)率為45 W/(mK)。917 一塊厚度為200 mm的大平壁，初始溫度為30 176。C的規(guī)律加熱，另一側(cè)壁面絕熱。解：此題用數(shù)值計算方法進行計算。C，試求距平板前沿100 mm處流動邊界層及熱邊界層的厚度。己知水的來流溫度為20 176。C。 當(dāng)時， 當(dāng)時， 當(dāng)時， 當(dāng)時，103如果將上題中的水改為空氣，其它參數(shù)保持不變，試計算整個平板的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)以及單位寬度平板的換熱量，并對比這兩種情況的計算結(jié)果。C 的空氣強迫對流換熱，模型中空氣的溫度為20 176。試問模型中空氣的速度應(yīng)為多少？如果測得模型中對流換熱的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為200 W/(m2K)，求原型中的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)值。C，水的進口溫度為50 176。解：假定出口溫度為700C，則有： ， 查附錄水的物性表有: , , , 采用紊流換熱關(guān)系式： 所以， 校核： 重新假定出口溫度為1000C，則有： ， 查附錄水的物性表有: , , , 采用紊流換熱關(guān)系式： 所以， 校核： 可見Q1和Q2相差很小，所以106 m、 m的不銹鋼管進行管內(nèi)對流換熱實驗，實驗時直接對不銹鋼管通以直流電加熱，電壓為5V，電流為900A，水的進口溫度為20 176。試求管內(nèi)對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及換熱溫差。C，管壁溫度為58 176。解： 查附錄空氣的物性表有: , , ， , 為層流， 采用常壁溫層流換熱關(guān)系式： 所以，108 m/s，空氣的平均溫度為58 176。C ，試求管內(nèi)對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。C被加熱到35 176。解：(精確的可用對數(shù)平均溫差) 查附錄水的物性表有: , , ， , 為紊流， 采用紊流換熱關(guān)系式： 所以，1010一套管式換熱器，內(nèi)管外徑mm，外管內(nèi)徑 mm，管長為400 mm，在內(nèi)外管之間的環(huán)形通道內(nèi)水的流速 m/s、平均溫度176。C，試求內(nèi)管外表面處對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。已測得圓管外壁面的平均溫度為100 176。C、流速為5 m/s。解：本題采用試算法進行，具體計算過程如下表：(本題缺少條件，需要知道空氣的流量，才可以進行計算)（定性溫度為主流溫度，不用進行試算；但不可求電加熱器功率）計算項目空氣平均溫度空氣物性數(shù)據(jù)已知管外徑 mm，管間距，管壁平均溫度 176。C，管間最窄通道處的煙氣流速 m/s。解： 查附錄空氣的物性表有: , , ， , 采用管束換熱關(guān)系式： 所以，1013 室內(nèi)有一外徑為76 mm的水平暖氣管道，壁面溫度為80℃，室內(nèi)空氣溫度為20 ℃，試求暖氣管外壁面處自然對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及單位管長的散熱量。C，水平段長度為5 m，壁面平均溫度為100 176。室內(nèi)空氣溫度為18 176。試求每小時煙囪與室內(nèi)空氣間的對流換熱量。C的大房間中，薄板內(nèi)鑲嵌一塊大小與薄板一樣、功率為120 W的電加熱片，對薄板均勻加熱(即熱流密度均勻分布)，試確定薄板的最高溫度。） 解：顯然，薄板頂端處的溫度為最高。2. 若不是心寬似海，哪有人生風(fēng)平浪靜。用一些事情，總會看清一些人。既糾結(jié)了自己，又打擾了別人。4. 歲月是無情的，假如你丟給它的是一片空白，它還給你的也是一片空白。你必須努力，當(dāng)有一天驀然回首時，你的回憶里才會多一些色彩斑斕，少一些蒼白無力。學(xué)習(xí)參考