1、热工基础试卷第 1 页共 4 页中国计量大学中国计量大学2021 年硕士研究生招生考试试题年硕士研究生招生考试试题考试科目代码：考试科目代码：804考试科目名称：考试科目名称：热工基础热工基础所有答案必须写在所有答案必须写在报考点提供的答题纸上报考点提供的答题纸上， 做在试卷或草做在试卷或草稿纸上无效。稿纸上无效。工程热力学部分（工程热力学部分（75 分）分）一、简答题（一、简答题（40 分）分）1. 平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什么要引入平衡态的概念？（5 分）2. 表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化？说明原
2、因。 （5 分）3. 工质由初态经过一不可逆绝热过程膨胀到终态，问能否通过一个绝热过程使工质回到初态？（5 分）4. 闭口系进行一个过程后， 如果熵增加了， 是否能肯定它从外界吸收了热量？如果熵减少了，是否能肯定它向外界放出了热量？说明原因。 （5 分）5. 如果将能量方程写作如下形式：qdupdv和qdhvdp，它们的适用范围分别是什么？（6 分）6. 某摩托车公司进行技术创新，将发动机的冷却方式由风冷改为水冷，这么做的热力学原理是什么？（5 分）热工基础试卷第 2 页共 4 页7. 在某热力发电厂，工质水经历的过程包含一个平均温度大约为 500K 的吸热过程，以及一个与室温（298K）空气
3、进行热量交换的放热过程，目前发电效率大约为 40%，可是相关技术人员却说该电厂发电效率提升的空间不大了。该说法正确吗？为什么？（5 分）8. 由理想气体组成的二元混合气体， 组分气体的摩尔分数分别为 x、y，分子量分别为 Mx、 My，试写出混合气体摩尔质量和气体常数的表达式。 （4 分）二、计算题（二、计算题（35 分）分）1.工作在两个温度分别为 850K 和 300K 的恒温热源之间的热机，与高温热源交换的热量为3550kJ， 与外界交换的功量为 2050kJ, 试利用克劳修斯积分不等式判断该循环能否可行？（10 分）2.两股气流在定压下绝热混合。第一股为氧气，2300KOT，流量2O=
4、100 kg/hq，第二股为二氧化碳，2CO400KT，混合后的温度为2350KT 。求（1）每小时二氧化碳的流量 （4 分） ；（2） 每小时的混合熵产 （6 分） 。 已知如下参数：2O0 917 kJ/(kg K)p ,c.和2O0 845 kJ/(kg K)p ,Cc.。3.如图 1 所示的容器被中间隔板分为左右两部分，左侧装有 3kg 氮气，压力为 0.2MPa，温度为 400K；右侧为真空。左右侧容积相同。抽掉隔板后气体进行自由膨胀。假设氮气为理想气体，且其比热容如下：0 742 kJ/(kg K)vc.。按照下述两条件下分别计算过程的终态压力、热量及熵的变化。（1） 由于向外界散
5、热，温度降至 300K； （7 分）（2） 过程在与外界绝热的条件下进行。 （8 分）氮气0.2MPa，400K真空图 1热工基础试卷第 3 页共 4 页传热学部分（共传热学部分（共 75 分）分）一、简答题（每小题一、简答题（每小题 5 分，共分，共 20 分）分）1工程上多数保温材料内部具有多孔结构，其热量传递的途径有哪些？（5 分）2写出 Nu 数与 Bi 数的定义式，它们之间有什么区别？（5 分）3什么是有效辐射？有效辐射包括哪些部分？（5 分）4选择太阳能集热器的表面涂层时，该涂层表面光谱吸收比随着波长变化的最佳曲线是什么？（3 分）有人认为取暖用辐射采暖片也需要涂上这种材料，你认为
6、合适吗？（2 分）二、简要分析题（每小题二、简要分析题（每小题 5 分，共分，共 20 分）分）1示意性地画出管内层流和湍流流动时，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。（5 分）2一块厚 20mm 的钢板，加热到 500后置于 20的空气中冷却。设冷却过程中钢板两侧面的平均换热系数为 80W/(m2K)，钢板的导热系数为 45W/(mK)，热扩散率为 1.3710-5m2/s。求钢板冷却到 30时所需要的时间。（5 分）3热水流过一根直径为 50cm、长度为 10m 的圆管，对流换热的努塞尔数 Nu 为 16.3，水的物性参数如下： = 997 kg/m3，f= 0.60
7、8W/(mK)， cp= 4180 J/(kgK)，求圆管表面的对流传热系数 h 是多少？（5 分）4一个不透明表面的光谱吸收比和光谱投入辐射G如图 2 所示，求：（1）总投入辐射 G 是多少？（2 分）（2）总投入辐射中，被表面吸收的辐射 G为多少？（3 分）热工基础试卷第 4 页共 4 页图 2三、计算题（共三、计算题（共 35 分）分）1从宇宙飞船伸出一根细长散热棒，以辐射换热的形式将热量散发到温度为绝对零度的外部空间。已知棒的表面发射率为，导热系数为，长度为 l，横截面积为 A，截面周长为 P，根部温度为 T0，写出其导热微分方程及边界条件。 （15 分）2两个同心圆筒壁，直径分别为 300mm 和 50mm，对应温度分别为 277和 27，表面发射率均为 0.6。为减少辐射换热，在它们之间置入一同心圆筒状遮热罩，直径为 150mm，表面发射率为 0.2。请画出加遮热罩前和加遮热罩后的辐射换热网络图，并计算两种情况下单位长度套筒壁面间的辐射换热量。 （20 分）【完】
