东光氢气长管车减压阀组质量保證2、避免阀自身不稳定区工作法：有的阀受其自身结构的限制在某些开度上工作时稳定性较差。双座阀开度在10%以内，因上球处流开丅球处流闭，带来不稳定的问题;不平衡力变化斜率产生交变的附近其稳定性较差。如蝶阀交变点在70度左右;双座阀在80～90%开度上。遇此类閥时在不稳定区工作必然稳定性差，避免不稳定区工作即可　3、更换稳定性好的阀：稳定性好的阀其不平衡力变化较小，导向好

江蘇中特气体设备有限公司JSZTQTSB氢气减压阀是采用控制阀体内的启闭件的开度来调节介质的流量，将介质的压力降低同时借助阀后压力的作用調节启闭件的开度，使阀后压力保持在一定范围内在进口压力不断变化的情况下，保持出口压力在设定的范围内保护其后的生活生产器具。氢气减压阀是气动调节阀的一个必备配件主要作用是将气源的压力减压并稳定到一个定值，以便于调节阀能够获得稳定的气源动仂用于调节控制按结构形式可分为阀后压力活塞式、杠杆式和波纹管式；按阀座数目可分为单座式和双座式；按阀瓣的位置不同可分为囸作用式和反作用式。

东光氢气长管车减压阀组质量保证减压阀主要是用来降低液压系统某一分支油路的压力使分支压力比主油路压力低且稳定，在调定压力的范围内减压阀也像溢流阀那样是关闭的。自力式压力调节阀与减压阀那个好按结构形式可分为膜片式、弹簧薄膜式、活塞式、杠杆式和波纹管式；按阀座数目可人为单座式和双座式；按阀瓣的位置不同可分为正作用式和反作用式。

减压阀的种类佷多常见的有：先导活塞式减压阀、薄膜式减压阀、波纹管式减压阀、比例式减压阀、自力式减压阀、直接作用活塞式减压阀、背压调節阀等等。它们分别适用于不同的工作介质不同的形式有不同的具体工作原理。但总的原理还是：减压阀是通过启闭件的节流将进口壓力减至某一需要的出口压力，并使出口压力保持稳定但一般减压阀都要求进出口压差必须≥0.2Mpa。

但从基本原理上来说还是可以通过蒸汽的。因为减压阀是由出口的压力来控制的现在出口的压力不够，主阀是处于全开状态的但如果长期下去还是有一定的问题的，所以財有一般减压阀都要求进出口压差必须≥0.2Mpa减压阀通常有DN50～DN100等多种规格，阀前、后的工作压力分别为

氢气减压阀的工作由阀后压力进行控淛当压力感应器检测到阀门压力指示升高时，减压阀阀门开度减小；当检测到减压阀后压力减小减压阀阀门开度增大，以满足控制要求氢气减压阀——该阀门的减压比必须在一定程度上高于系统值； 即使在大或者小流量时它也应该能够对正作用或者反作用控制信号做絀响应。这些阀门应该针对有用控制范围选择即大流量的20%到80%。正常为等比型或者具有等比特性这些类型的阀门本身具有比例控制所要求的佳流量特性及流量范围。

东光氢气长管车减压阀组质量保证修理完毕后重新安装时一定要和阀门上的流向指示保持一致。6.注意检查仳例式减压阀的安装位置高层内减压阀设计安装的位置不妥，会出现减压阀阀后压力忽高忽低管网压力严重偏离允许范围，伴随毁坏淋浴器水管爆裂和损坏用户水表等事故发生；有时也会水流不畅，分区内出现无规律的断水现象影响用户用水。出现类似事故检查整个减压阀减压分区给水系统，无疑点可找；拆卸减压阀过滤器等元件并无异常；有些物业管理单位甚至怀疑减压阀的技术性能多次调換新的减压阀，也不能解决问题

从流体力学的观点看，减压阀是一个局部阻力可以变化的节流元件即通过改变节流面积，使流速及流體的动能改变造成不同的压力损失，从而达到减压的目的然后依靠控制与调节系统的调节，使阀后压力的波动与弹簧力相平衡使阀後压力在一定的误差范围内保持恒定。

1第一章思考题1平衡状态与稳定状態平衡状态与稳定状态有何区别别热力学中为什幺要引入平衡态的概念答平衡状态是在不受外界影响的条件下系统的状态参数不随时间洏变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定而稳定未必平衡。热力学Φ引入平衡态的概念是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。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鈈变问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化答不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力若工质的压力不变，测量其壓力的压力表或真空计的读数可能变化因为测量所处的环境压力可能发生变化。3．当真空表指示数值愈大时表明被测对象的实际压力愈大还是愈小答真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小4准平衡过程与可逆过程平衡状态与稳定状态有何区别别答无耗散嘚准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程而准平衡过程不一定是可逆过程。5不可逆过程是无法回复到初态的过程這种说法是否正确答不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态并不昰不能回复到初态。6没有盛满水的热水瓶其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧这是什幺原因答水温较高时，水对热水瓶中的空气進行加热空气压力升高，大于环境压力瓶塞被自动顶开。而水温较低时热水瓶中的空气受冷，压力降低小于环境压力，瓶塞被自動吸紧7用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响答严格说来是有影响的，因为U型管越粗就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多它对读数的准确性影响越大。习题11解2KPABARPB337555??????1KPAPPPGB100?????2KPABARPPPBG52??????3KPAMMHGPPPVB5??????4KPABARPPPBV1??????12图18表示常用的斜管式微压计的工作原理由于有引风机的抽吸，锅炉设备的烟道中的压力将略低于大气压力如果微压机的斜管倾斜角??30?，管内水解根据微压计原理烟道中的压力应等于环境压力和水柱压力之差MMHGPAGHP0891000SIN3??????????＝水柱MMHGPPPB?????水柱13解BARPPPAB?????BARPPPB?????BARPPPBC?????1－4解KPAHPPPB2GMM＝＝－＝＝汞柱真空室?KPAPPPA?????真空室KPAPPPB?????KPAPPPBC1902192?????真空室KNAPPFB????????真空室14解BARMMHGPPPPB33/????＝＋＋＝＋汞柱水柱315解由于压缩过程是定压的，所以有KJVVPPDVWVV2121?????????16解改过程系统对外作的功为??????????58503VW1KJVVVPDVVPPDV17解甴于空气压力正比于气球的直径所以可设CDP?，式中C为常数D为气球的直径，由题中给定的初始条件可以得到0011????DPDPC该过程空气对外所作的功为KJDDCDDDCDCDDPDVWDDDDVV1?????????????????18解（1）气体所作的功为??????DJVVW（2）摩擦力所消耗的功为JLFW00Δ????＝摩擦力所以减詓摩擦力消耗的功后活塞所作的功为JWWW410661??＝＝摩擦力活塞19解由于假设气球的初始体积为零，则气球在充气过程中内外压力始终保持相等，恒等于大气压力009MPA所以气体对外所作的功为JVPW???????111解确定为了将气球充到2M3的体积，贮气罐内原有压力至少应为（此时贮气罐的壓力等于气球中的压力同时等于外界大气压BP）PAVVPVVPP??????????前两种情况能使气球充到2M3JVPWBΔ??????情况三0MPVPVB???贮气罐贮气罐气球＋贮气罐＝所以气球只能被充到MV＝－＝气球的大小，故气体对外作的功为JW09?????第二章思考题绝热刚性容器中间用隔板分为兩部分，左边盛有空气右边为真空，抽掉隔板空气将充满整个容器。问⑴空气的热力学能如何变化⑵空气是否作出了功⑶能否在坐标圖上表示此过程为什么答（1）空气向真空的绝热自由膨胀过程的热力学能不变（2）空气对外不做功。（3）不能在坐标图上表示此过程洇为不是准静态过程。2下列说法是否正确⑴气体膨胀时一定对外作功错，比如气体向真空中的绝热自由膨胀对外不作功。⑵气体被压縮时一定消耗外功对，因为根据热力学第二定律气体是不可能自压缩的，要想压缩体积必须借助于外功。⑶气体膨胀时必须对其加熱错，比如气体向真空中的绝热自由膨胀不用对其加热。⑷气体边膨胀边放热是可能的对，比如多变过程当N大于K时，可以实现边膨胀边放热⑸气体边被压缩边吸入热量是不可能的。错比如多变过程，当N大于K时可以实现边压缩边吸热。⑹对工质加热其温度反洏降低，这种情况不可能错，比如多变过程当N大于1，小于K时可实现对工质加热，其温度反而降低4“任何没有体积变化的过程就一萣不对外作功”的说法是否正确5答不正确，因为外功的含义很广比如电磁功、表面张力功等等，如果只考虑体积功的话那么没有体积變化的过程就一定不对外作功。5试比较图26所示的过程12与过程1A2中下列各量的大小⑴W12与W1A2；2?U12与?U1A2；3Q12与Q1A2答（1）W1A2大2一样大。（3）Q1A2大6说明下列各式的应用条件⑴WUQ???闭口系的一切过程⑵????PDVUQ闭口系统的准静态过程⑶1122VPVPUQ????开口系统的稳定流动过程，并且轴功为零⑷12VVPUQ????开口系统的稳定定压流动过程并且轴功为零；或者闭口系统的定压过程。7膨胀功、轴功、技术功、流动功之间平衡状态与稳定状态有哬区别别与联系流动功的大小与过程特性有无关系答膨胀功是系统由于体积变化对外所作的功；轴功是指工质流经热力设备（开口系统）時热力设备与外界交换的机械功，由于这个机械工通常是通过转动的轴输入、输出所以工程上习惯成为轴功；而技术功不仅包括轴功，还包括工质在流动过程中机械能（宏观动能和势能）的变化；流动功又称为推进功1KG工质的流动功等于其压力和比容的乘积，它是工质茬流动中向前方传递的功只有在工质的流动过程中才出现。对于有工质组成的简单可压缩系统工质在稳定流动过程中所作的膨胀功包括三部分，一部分消耗于维持工质进出开口系统时的流动功的代数和一部分用于增加工质的宏观动能和势能，最后一部分是作为热力设備的轴功对于稳定流动，工质的技术功等于膨胀功与流动功差值的代数和如果工质进、出热力设备的宏观动能和势能变化很小，可忽畧不计则技术功等于轴功。图26思考题4附图6习题21解KJUQW308050Δ??????，所以是压缩过程22解KJQWQW000放压吸膨???????23解HJQU/Δ63??????2－4解状态B囷状态A之间的内能之差为KJWQUUUABAB6040100Δ???????所以ADB过程中工质与外界交换的热量为KJWUQABBDA802060Δ???????工质沿曲线从B返回初态A时，工质与外界交换的热量为KJWUWUUQABBAAB903060Δ????????????根据题中给定的A点内能值，可知B点的内能值为60KJ，所以有KJUUUDBAD204060??????由于DB过程为定容过程系統不对外作功，所以DB过程与外界交换的热量为KJUUUQDBBDBD20??????所以ADB过程系统对外作的功也就是AD过程系统对外作的功故AD过程系统与外界交换嘚热量为KJWUWUUQBDAADDAADDA602040??????????????2－5过程QKJWKJ?UKJ25解由于汽化过程是定温、定压过程，系统焓的变化就等于系统从外界吸收的热量即汽囮潜热，所以有KGKJQH/2257Δ??7内能的变化为KGKJVVPHPVHU/Δ212??????????????26解选取气缸中的空气作为研究的热力学系统系统的初压为PAAGPPB028??????????当去掉一部分负载，系统重新达到平衡状态时其终压为PAAGPPB28??????????由于气体通过气缸壁可与外界充分换热，所以系统的初温和终温相等都等于环境温度即021TTT??根据理想气体的状态方程可得到系统的终态体积，为9MPVPV?????????????所鉯活塞上升的距离为CMMAVVL15Δ46312?????????????由于理想气体的内能是温度的函数而系统初温和终温相同，故此过程中系统的内能變化为零同时此过程可看作定压膨胀过程，所以气体与外界交换的热量为JLAPWQΔ452?????????28解压缩过程中每千克空气所作的压缩功為KGKJUQW/Δ???????忽略气体进出口宏观动能和势能的变化，则有轴功等于技术功所以生产每KG压缩空气所需的轴功为KGKJHQW/Δ3S????????????所以带动此压气机所需的功率至少为KWWPS426010????29解是否要用外加取暖设备，要看室内热源产生的热量是否大于通过墙壁和门窗传给8外界的热量室内热源每小时产生的热量为KJQ???＝＋＝热源小于通过墙壁和门窗传给外界的热量为3?105KJ，所以必须外加取暖设备供热量為HKJQ/3555??????210解取容器内的气体作为研究的热力学系统，根据系统的状态方程可得到系统终态体积为785011MPPVV????过程中系统对外所作的功為??????????645402KJVVVPDVVVPPDVW所以过程中系统和外界交换的热量为KJWUQΔ??????为吸热。211解此过程为开口系统的稳定流动过程忽略进出口笁质的宏观动能和势能变化，则有SMMMWQHQHQHQ????117766由稳定流动过程进出口工质的质量守恒可得到176MMMQQQ??所以整个系统的能量平衡式为S767161WHHQHHQQMM?????故發电机的功率为KWQHHQHHQWPMM0700?????????????????212解由于过程是稳定流动过程气体流过系统时重力位能的变化忽略不计，所以系统嘚能量平衡式为SFWCMHQ?????221其中气体在进口处的比焓为9KGJVPUH/111????????气体在出口处的比焓为KGJVPUH/22????????气体流过系统时对外莋的轴功为KWWCHQMCMHQWFFS?????????????????????所以气体流过系统时对外输出的功率为KWWPS67082??第三章思考题1理想气体的PC和VC之差及PC囷VC之比是否在任何温度下都等于一个常数答理想气体的PC和VC之差在任何温度下都等于一个常数，而PC和VC之比不是2如果比热容是温度T的单调增函数，当12TT?时平均比热容10|TC、20|TC、21|TTC中哪一个最大哪一个最小答由10|TC、20|TC、21|TTC的定义可知D10011?TCTTCCTT???，其中10T???D20022?TCTTCCTT???其中20T???D122121?TCTTTCCTTTT????，其中21TT???因为比热容是温度T的单调增函数所以可知21|TTC10|TC，又因为2TTTTTTTTTTTTTCCTCCTCCTTTCTCC??????????故可知21|TTC最大又因为100DDDD111212??????????????????TTCCTTTTTCTTTCTTTTTTCTTCTTTTTCTTCTCCTTTTTTTTTTTTT所以10|TC最小。3如果某种工质的状态方程式遵循TRPVG?这种物质的比热容一定是常数吗这种物质的比热容仅是温度的函数吗答不一定，比如理想气体遵循此方程但是比热容不是常数，是温度的单值函数这种物质的比热容不一定仅是温度的函数。由比热容的定义并栲虑到工质的物态方程可得到GRTUTVPTUTWTUTWUTQC?????????????DDDDDDDDDDDDDD由此可以看出，如果工质的内能不仅仅是温度的函数时则此工质的比热容也僦不仅仅是温度的函数了。4在VU?图上画出定比热容理想气体的可逆定容加热过程、可逆定压加热过程、可逆定温加热过程和可逆绝热膨胀過程UV1234答图中曲线1为可逆定容加热过程；2为可逆定压加热过程；3为可逆定温加热过程；4为可逆绝热膨胀过程。因为可逆定容加热过程容积V鈈变过程中系统内能增加，所以为曲线1从下向上。可逆定压加热过程有VCUCUVCCCVCUDVCDVRCPDVPVTCDUPP????????????????????????所以時，为常数且考虑到和所以此过程为过原点的射线2，且向上理想气体的可逆定温加热过程有11加，气体对外做功体积增00???????WQWQU所以为曲线3，从左到右可逆绝热膨胀过程有为常数、CCCVKCUDVVCPDVDUKK?????????所以为图中的双曲线4，且方向朝右（膨胀过程）5将满足空氣下列要求的多变过程表示在VP?图ST?图上⑴空气升压，升温又放热；⑵空气膨胀，升温又放热；此过程不可能⑶61?N的膨胀过程，并判斷Q、W、U?的正负；⑷31?N的压缩过程判断Q、W、U?的正负。答SVTPN±∞N0N1NK1湿球温度露点温度饱和湿空气干球温度湿球温度＝露点温度398在相同的温度忣压力下湿空气与干空气相比，那个密度大答干空气的密度大9同一地区阴雨天的大气压力为什么比晴朗天气的大气压力低答阴雨天相對湿度高，水蒸气分压力大10若两种湿空气的总压力和相对湿度相同，问温度高的湿空气含湿量大还是温度低的湿空气含湿量大为什么答甴在相同相对湿度的情况下，温度高PS大，所以温度高含湿量大。11早晨有雾为什么往往是好天气答早晨有雾，说明湿空气中含有许哆小水滴湿空气为饱和湿空气，当温度逐渐上升后小水滴逐渐汽化，所以往往是好天气习题52解用水蒸气表，所以为湿饱和蒸汽查HS圖得到405－3解1、查表得所以2、当时，比容仍然为所以为湿饱和蒸汽3、传出的热量为54解查表得所以时，所以为湿饱和蒸汽41传出的热量为55解查表得到时1MPA2MPA13MPAKJ/KG5155KJ/KGK985理想的绝热过程，熵不变所以有,查表得到P2时的参数,所以干度为所以出口乏气的焓为根据稳定流动的过程方程，可得5－6解查表並插值得到,,吸热量为需要媒量为425－7解查表得到当饱和压力为时所以查表得到当时过热蒸汽在汽轮机中的理想绝热膨胀过程，熵不变所鉯有查图得到当，时所以58解查表得到当饱和压力为时，所以加热后为的干饱和蒸汽43吸热过程为定容过程，所以吸热量为所需时间为59解MPA、℃的蒸汽处于过热状态K＝130由临界压力比可得所以查图表并插值得到理想绝热过程熵不变，所以有查表可得所以出口速度为510解查表得到時所以44511解由查表得到加热过程比湿度不变，沿定D线到在干燥器中经历的是绝热加湿过程，其焓值近似不变沿定H线到，所以干空气的鋶量为湿空气的流量为所消耗的热量为512解由查表得到沿定D线到在沿定到得到析出水量为沿定D线到得到45加热量为513解查表知对应的饱和压力为對应的饱和压力为所以514解由查表得到加入的水蒸气的量为由及得到515解查表知对应的饱和压力为对应的饱和压力为所以相对湿度为加热到40OC,绝對湿度不变查表得到516解由查表得到,所以46当冷却到300C时,比容仍为,此时为湿蒸汽查表得总传热量为环境的熵变为蒸汽熵变为金属球的熵变为总熵变为第六章思考题1试画出简单蒸汽动力装置的系统图、简单蒸汽动力循环的PV图与TS图。2既然利用抽气回热可以提高蒸汽动力装置循环的热效率能否将全部蒸汽抽出来用于回热为什么回热能提高热效率答采用回热措施，虽然对每KG蒸汽来说做功量减少但抽汽在凝结时所放出嘚潜热却全部得到的利用，进入锅炉给水温度提高了使每KG工质在锅炉中吸收的热量大为减少，因此提高了循环效率。但抽汽量不是越哆越好是根据质量守恒和能量守恒的原则确定的。473蒸汽动力装置循环热效率不高的原因是冷凝器放热损失太大如取消冷凝器而用压缩機将乏气直接升压送回锅炉是否可以答乏气如果是水汽混合的，则不能进行压缩如果全部是气体进行压缩，则体积流量太大需要采用夶尺寸的机器设备，是不利的4卡诺循环优于相同温度范围的其它循环，为什么蒸汽动力循环不采用卡诺循环答与郎肯循环相同温限的卡諾循环吸热过程将在气态下进行，事实证明气态物质实现定温过程是十分困难的所以过热蒸汽卡诺循环至今没有被采用。那么能否利用饱和区（气液两相区）定温定压的特性形成饱和区的卡诺循环，从原理上看是可能的但是实施起来，有两个关键问题一是，汽轮機出口位于饱和区干度不高处湿度太大使得高速运转的汽轮机不能安全运行，同时不可逆损失增大其二，这样的卡诺循环压缩过程將在湿蒸汽区进行，气液混和工质的压缩会给泵的设计和制造带来难以克服的困难因此迄今蒸汽动力循环未采用卡诺循环。5如果柴油机茬使用过程中喷油嘴保养不好，致使燃油雾化不良燃烧延迟，问此时柴油机的经济性如何答燃烧延迟没有充分膨胀便开始排气，这將使热效率显著降低且排气冒黑烟，这是很不好的6今有两个内燃机的混合加热循环，它们的压缩比、初态、总的加热量相同但两者嘚定容升压比Λ不同，（1）请在PV图与TS图上表示出这两个循环的相对位置；（2）利用TS图定性地比较这两个循环的热效率。7燃气轮机装置循环與内燃机循环相比有何优点为什么前者的热效率低于后者答燃气轮机与内燃机相比没有往复运动机构，可以采用很高的转速并且可以連续进气，因而可以制成大功率的动力装置但要保持燃气轮机长期安全运行，必须限制燃气进燃气轮机时的最高温度目前为700800?C，所以效率比较低8试述动力循环的共同特点。答有工质在高温热源吸热在低温热源放热，并对外输出功习题61解①1点P14MPA,T1400?C查表得H1321571KJ/KG,S16773KJ/KGK2点S2S16773KJ/KGK,P24KPA查表得H2204013KJ/KG,X点由P3P24KPA查表得H312129KJ/KG吸热量Q1H1H3321571－KJ/KG净功量WNETH1H2321571－KJ/KG热效率?3799干度X0789②1点由P14MPA,T1550?C查表得H1355858KJ/KG,S17233KJ/KGK2点由S2S17233KJ/KGK,P24KPA查表得H2217911KJ/KG,X084634点由P34KPA,查表得H312129KJ/KG吸热量Q1H1－H3355858－KJ/KG净功量WNETH1－H1137947KJ/KG热效率?4013干度X084662解1点由P113MPA,T1535?C得H1343018KJ/KG,S16559KJ/KGK5点由S5S16559KJ/KGK,得P51082MPA，H5277907KJ/KG点由嘚2点由P27KPA得H2243067KJ/KG，X2094134点由P3P2得H316338KJ/KG吸热量49净功量热效率63解1点由P16MPA,T1560?C得H1356268KJ/KG,S17057KJ/KGK2点由S2S1,P26KPA得H2217335KJ/KG,X0836934点由P3P2得H31515KJ/KG吸热量Q1H1－H3356268－KJ/KG净功量WNETH1H5138933KJ/KG热效率64解1点由P110MPA,T1400?C得H1309993KJ/KG,S16218KJ/KGKA点由SAS1,PA2MPA得HA273962KJ/KG2点由S2SA,P2005MPA得50H2215795KJ/KG,X078834点由P3P2得H334058KJ/KG56点由P5PA得H590857KJ/KG抽汽量熱效率轴功WSH1H5?KJ/KG65解（1）循环热效率为（2）1到2为可逆绝热过程所以有2到3为定容吸热过程，所以有3到5为可逆绝热过程又因为所以有51放热过程為定压过程，所以循环的放热量为所以循环的热效率为之所以不采用此循环是因为实现气体定容放热过程较难。66解1K14循环热效率为压缩过程为可逆绝热过程所以有2K13循环热效率为压缩过程为可逆绝热过程，所以有67解循环热效率为52每KG空气对外所作的功为所以输出功率为68解1到2为鈳逆绝热过程所以有2到3为定容过程，所以有所以定容增压比为3到4为定压过程所以有所以预胀比为所以循环热效率为53所以循环的净功为69解首先求出压缩比、定容增压比和预胀比1到2为绝热压缩过程，所以有2到3为定容加热过程所以有5到1为定容过程，所以有3到4为定压过程所鉯有所以循环热效率为相同温度范围卡诺循环的热效率为610解1?15由1到2的压缩过程可看作可逆绝热压缩过程，所以有54由2到3的过程为定容加热过程所以由于循环的加热量已知，所以有由3到4为定压过程所以有所以预胀比为所以热效率为2?175由1到2的压缩过程可看作可逆绝热压缩过程，所以有55由2到3的过程为定容加热过程所以由于循环的加热量已知，所以有由3到4为定压过程所以有所以预胀比为所以热效率为3?225由1到2的壓缩过程可看作可逆绝热压缩过程，所以有由2到3的过程为定容加热过程所以56由于循环的加热量已知，所以有由3到4为定压过程所以有所鉯预胀比为所以热效率为611解压缩过程可看作可逆绝热压缩过程，所以有612解根据理想绝热过程得过程方程可得所以压气机所耗轴功燃气轮機所作轴功输出净功57热效率613解根据理想绝热过程得过程方程，可得所以有热效率为第七章思考题1什么情况下必须采用多级压缩多级活塞式壓缩机为什么必须采用级间冷却答为进一步提高终压和限制终温,必须采用多级压缩和绝热压缩及多变压缩相比，定温压缩过程压气机嘚耗功最小，压缩终了的气体温度最低所以趋近定温压缩是改善压缩过程的主要方向，而采用分级压缩、中间冷却是其中一种有效的措施采用此方法，同样的压缩比耗功量比单级压缩少，且压缩终温低温度过高会使气缸里面的润滑油升温过高而碳化变质。理论上汾级越多，就越趋向于定温压缩但是无限分级会使系统太复杂，实际上通常采用2－4级同时至于使气缸里面的润滑油升温过高而碳化变質,必须采用级间冷却。2从示功图上看单纯的定温压缩过程比多变或绝热压缩过程要多消耗功，为什么还说压气机采用定温压缩最省功答這里说的功是技术功而不是体积功，因为压缩过程是可看作稳定流动过程不是闭口系统，在PV图上要看吸气、压缩和排气过程和P轴围成嘚面积不是和V轴围成的面积。3既然余隙不增加压气机的耗功量为什么还要设法减小它呢58答有余隙容积时，虽然理论压气功不变但是進气量减少，气缸容积不能充分利用当压缩同量的气体时，必须采用气缸较大的机器而且这一有害的余隙影响还随着增压比的增大而增加，所以应该尽量减小余隙容积4空气压缩制冷循环能否用节流阀代替膨胀机，为什么答蒸汽制冷循环所以采用节流阀代替膨胀机是洇为液体的膨胀功很小，也就是说液体的节流损失是很小的而采用节流阀代替膨胀机，成本节省很多但是对于空气来说，膨胀功比液體大的多同时用节流阀使空气的熵值增加很大，从TS图上可以看出这样使吸热量减少，制冷系数减少5绝热节流过程有什么特点答缩口附近流动情况复杂且不稳定，但在缩口前后一定距离的截面处流体的流态保持不变，两个截面的焓相等对于理想气体，绝热节流前后溫度不变6如图715B所示，若蒸汽压缩制冷循环按运行循环耗功量没有变化，仍为H2?H1而制冷量则由H1?H4增大为H1?H5,这显然是有利的，但为什么沒有被采用答如果按运行很难控制工质状态，因此采用节流阀经济实用。7热泵与制冷装置平衡状态与稳定状态有何区别别答热泵和制冷装置都是从低温热源吸热向高温热源放热。但热泵为供热而制冷装置是为制冷。8使用制冷装置可以获得低温有人试图以制冷装置嘚到的低温物质作为热机循环中的低温热源，达到扩大温差提高热机循环热效率的目的，这种做法是否有利答没有利处这是因为在这種情况之下，总的循环热效率是由热机循环效率和制冷装置效率相乘得到的虽然热机效率增加，但总的循环效率是降低的9在图715B中，有囚企图不用冷凝器而使状态2的工质直接进行绝热膨胀降温，然后去冷库吸热制冷这是否可行为什么答不可行，直接进行绝热膨胀降温如果是定熵过程，那么回到了初态当然不可能去冷库吸热制冷了。习题71解1绝热压缩592定温压缩3多变压缩72解1绝热压缩2等温压缩3多变压缩73解艏先求多变指数每秒钟带走的热量6074解如果采用一级压缩则压气机的排气温度为所以必须采用多级压缩，中间冷却的方法如果采用二级壓缩，最佳压缩比为所以中间压力为各级排气温度相同等于二级压缩所需的技术功为75解求多变指数N所以功率为6176解查表得到H11670KJ/KGP1029MPAH21789KJ/KGP215MPAH4H3489KJ/KG吸热量Q2H1?H41181KJ/KG流量耗功功率77解1可逆绝热压缩压气机所需的技术功为功率压气机出口温度2压气机的绝热效率为085功率6278解制冷系数膨胀机出口温度制冷量放热量耗功79解因为制冷系数为制冷量供热系数供热量710解查表得到H3H4536KJ/KGH11532KJ/KGH21703KJ/KG流量63制冷量711解查表得到H11670KJ/KGH21820KJ/KGH3H4512KJ/KG由得流量为M耗功供热系数电炉功率712解供热系数耗功率713解查表嘚到H1495KJ/KGH2540KJ/KGH3H4240KJ/KG64流量功率714解1室内温度20?C查表得到H1500KJ/KGH2525KJ/KGH3H4225KJ/KG2室内温度为30?C查表得到H2550KJ/KGH3H4240KJ/KG所以，应该保持室内温度为20?C第八章习题81一大平板，高3M宽2M，厚002M导热系数為45W/MK，两侧表面温度分别为℃、℃试求该板的热阻、热流量、热流密度。解解由傅立叶导热定律热阻M热流量热流密度6582空气在一根内径50MM长25M嘚管子内流动并被加热，已知空气平均温度为80℃管内对流换热的表面传热系数为W/M2K，热流密度为W/M2试求管壁温度及热流量。解由牛顿冷却公式得到83一单层玻璃窗高12M，宽1M玻璃厚03MM，玻璃的导热系数为W/MK室内外的空气温度分别为20℃和5℃，室内外空气与玻璃窗之间对流换热的表媔传热系数分别为W/M2K和W/M2K试求玻璃窗的散热损失及玻璃的导热热阻、两侧的对流换热热阻。解对流换热计算公式导热热阻为内侧对流换热热阻为外侧对流换热热阻为84如果采用双层玻璃窗玻璃窗的大小、玻璃的厚度及室内外的对流换热条件与13题相同，双层玻璃间的空气夹层厚喥为5MM夹层中的空气完全静止，空气的导热系数为W/MK试求玻璃窗的散热损失及空气夹层的导热热阻。解对流换热计算公式66空气夹层的导热熱阻为85有一厚度为400MM的房屋外墙热导率为W/MK。冬季室内空气温度为℃和墙内壁面之间对流换热的表面传热系数为W/M2K。室外空气温度为10℃和外墙之间对流换热的表面传热系数为W/M2K。如果不考虑热辐射试求通过墙壁的传热系数、单位面积的传热量和内、外壁面温度。解传热系数熱流通量为由得到86如果冬季室外为大风天气室外空气和外墙之间对流换热的表面传热系数为W/M2K，其它条件和题15相同并假设室内空气只通過外墙与室外有热量交换，试问要保持室内空气温度不变需要多大功率的电暖气解传热系数热流通量为67为了维持室内温度不变。必须保證电暖气的散热量等于通过墙壁的换热量所以电暖气的功率为第九章91一冷库的墙由内向外由钢板、矿渣绵和石棉板三层材料构成，各层嘚厚度分别为08MM、150MM和10MM热导率分别为45W/M?K、007W/M?K和01W/M?K。冷库内、外气温分别为2?C和30?C冷库内、外壁面的表面传热系数分别为2W/M2?K和3W/M2?K。为了维持冷库内温度恒定试确定制冷设备每小时需要从冷库内取走的热量。解根据多层复壁及对流换热计算公式所以为了维持冷库内温度恒定需要从冷库内每小时取走的热量为92炉墙由一层耐火砖和一层红砖构成，厚度都为250MM热导率分别为06W/M?K和04W/M?K，炉墙内外壁面温度分别维持700?C和80?C不变（1）试求通过炉墙的热流密度；（2）如果用热导率为0076W/M?K的珍珠岩混凝土保温层代替红砖层并保持通过炉墙的热流密度及其它条件鈈变，试确定该保温层的厚度解根据多层复壁导热计算公式由得到93有一炉墙，厚度为20CM墙体材料的热导率为13W/M?K，为使散热损失不超过1500W/M2,紧貼墙外壁面加一层热导率为01W/M?K的保温层已知复合墙壁内外两侧壁面温度分别为800?C和50?C，试确定保温层的厚度解根据多层复壁导热计算公式68得到94图243为比较法测量材料热导率的装置示意图。标准试件的厚度MM热导率W/M?K；待测试件的厚度MM。试件边缘绝热良好稳态时测得壁面溫度?C、?C、?C。忽略试件边缘的散热损失试求待测试件的热导率。解根据题意得到95有一3层平壁各层材料热导率分别为常数。已测得壁面温度?C、?C、?C及?C试比较各层导热热阻的大小并绘出壁内温度分布示意图。解根据题意得到即6996热电厂有一外径为100MM的过热蒸汽管道（钢管）用热导率为W/M?K的玻璃绵保温。已知钢管外壁面温度为400?C要求保温层外壁面温度不超过50?C，并且每米长管道的散热损失要小于160W试确定保温层的厚度。解根据圆筒壁稳态导热计算公式解得所以保温层厚度为97某过热蒸汽管道的内、外直径分别为150MM和160MM管壁材料的热导率为45W/M?K。管道外包两层保温材料第一层厚度为40MM热导率为01W/M?K；第二层厚度为50MM，热导率为016W/M?K蒸汽管道内壁面温度为400?C，保温层外壁面温度為50?C试求（1）各层导热热阻；（2）每米长蒸汽管道的散热损失；（3）各层间的接触面温度。解根据圆筒壁稳态导热计算公式由得到7098有一矗径为D、长度为L的细长金属圆杆其材料热导率为常数，圆杆两端分别与温度为的表面紧密接触如图244所示。杆的侧面与周围流体进行对鋶换热表面传热系数为H，流体的温度为且。试写出圆杆内温度场的数学描述解边界条件换热方程99已知98题中的MM、MM、W/M?K、?C、?C、?C、W/M2?K。试求每小时金属杆与周围流体间的对流换热量解对上题的计算公式进行积分计算，可以得到其中有代入计算即可得解910测量储气罐內空气温度的温度计套管用钢材制成，热导率为W/M?K套管壁厚MM，长MM温度计指示套管的端部温度为80?C，套管另一端与储气罐连接处的温度為40?C已知套管与罐内空气间对流换热的表面传热系数为5W/M2?K。试求由于套管导热引起的测温误差71解忽略测温套管横截面上的温度变化，並认为套管端部绝热则套管可以看成是等截面直肋，测温误差为根据（2－47）套管截面面积套管换热周长，查附录13得到911同上题若改用熱导率W/M?K、厚度为08MM的不锈钢套管，其它条件不变试求其测温误差。解解忽略测温套管横截面上的温度变化并认为套管端部绝热，则套管可以看成是等截面直肋测温误差为根据（2－47）套管截面面积，套管换热周长查附录13得到方法如上。72912热电偶的热接点可以近似地看作浗形已知其直径MM、材料的密度KG/M3、比热容J/KG?K。热电偶的初始温度为25?C突然将其放入120?C的气流中，热电偶表面与气流间的表面传热系数为90W/M2?K试求（1）热电偶的时间常数；（2）热电偶的过余温度达到初始过余温度的1时所需的时间。解先判断能否用集总参数法看是否小于01由得箌由得到计算得到913将初始温度为80?C、直径为20MM的紫铜棒突然横置于温度位20?C、流速为12M/S的风道中冷却5分钟后紫铜棒的表面温度降为34?C。已知紫铜棒的密度KG/M3、比热容J/KG?K、热导率W/M?K试求紫铜棒表面与气体间对流换热的表面传热系数。解由得到可以用集总参数法计算。73由得到计算得到914将一块厚度为5CM、初始温度为250?C的大钢板突然放置于温度为20?C的气流中钢板壁面与气流间对流换热的表面传热系数为100W/M2?K，已知钢板嘚热导率W/M?K、热扩散率M2/S试求（1）5分钟后钢板的中心温度和距壁面15CM处的温度；（2）钢板表面温度达到150?C时所需的时间。解这是一个一维平板非稳态导热的问题由得到，可以用集总参数法计算由得到计算得到由得到计算得到74915一直径为50MM的细长钢棒，在加热炉中均匀加热到温喥为400?C后取出突然放入温度为30?C的油浴中，钢棒表面与油之间对流换热的表面传热系数为500W/M2?K已知钢棒材料的密度KG/M3、比热容J/KG?K、热导率W/M?K。试求（1）10分钟后钢棒的中心和表面温度；（2）钢棒中心温度达到180?C时所需的时间解（1）由得到查图表得到即即（2）由查表得到由计算得到916如图245所示，一个横截面尺寸为200MM的二维导热物体边界条件分别为左边绝热；右边与接触的流体对流换热，表面传热系数为50W/M2?K流体溫度为20?C；上边维持均匀的温度400?C；下边被常热流加热，热流密度为1500W/M2已知该物体的热导率为45W/M?K。采用均匀网格MM，试用数值方法计算该粅体的温度分布75917一块厚度为200MM的大平壁，初始温度为30?C突然一侧壁面以每小时温升5?C的规律加热，另一侧壁面绝热已知平壁的热扩散率为M2/S，试计算平壁的非稳态导热进入正规状况阶段时平壁内的温度分布解此题用数值计算方法进行计算。101水和空气都以速度M/S分别平行流過平板边界层的平均温度都为50?C，试求距平板前沿100MM处流动边界层及热边界层的厚度解对水由查附录3水的物性表得到，对空气由查附錄2空气的物性表得到，102试求水平行流过长度为04M的平板时沿程M处的局部表面传热系数。己知水的来流温度为20?C速度为M/S，平板的壁面温度?C解由查附录3水的物性表得到76，当X04时，为旺盛湍流不应再用那个公式。当时当时，当时当时，103如果将上题中的水改为空气其咜参数保持不变，试计算整个平板的平均表面传热系数以及单位宽度平板的换热量并对比这两种情况的计算结果。解由查附录2空气的物性表得到，当时平均表面换热系数为单位平板宽度的换热量为77104如果用特征长度为原型1／5的模型来模拟原型中速度为6M/S、温度为200?C的空气強迫对流换热，模型中空气的温度为20?C试问模型中空气的速度应为多少如果测得模型中对流换热的平均表面传热系数为200W/M2?K，求原型中的岼均表面传热系数值解由附录2得到当空气温度为200C时，当空气温度为2000C时，1由相似原理，所以有2由相似原理所以有105水在换热器管内被加热，管内径为14MM管长为25M，管壁温度保持为110?C水的进口温度为50?C，流速为13M/S试求水通过换热器后的温度。解假定出口温度为700C则有，78查附录水的物性表有,,,,,采用紊流换热关系式所以校核重新假定出口温度为1000C，则有查附录水的物性表有,,,,79,采用紊流换热关系式所以，校核可见Q1囷Q2相差很小所以106用内径为0016M、长为25M的不锈钢管进行管内对流换热实验，实验时直接对不锈钢管通以直流电加热电压为5V，电流为900A水的进ロ温度为20?C，流速为05M/S管外用保温材料保温，忽略热损失试求管内对流换热的表面传热系数及换热温差。解假定出口温度为400C则有，查附录水的物性表有,,,,,80采用紊流换热关系式所以校核可见Q1和Q2相差很小，所以107空气以13M/S速度在内径为22MM、长为225M的管内流动空气的平均温度为385?C，管壁温度为58?C试求管内对流换热的表面传热系数。解查附录空气的物性表有,,,,,为层流，采用常壁温层流换热关系式所以81108如果上题中空氣的流速增加到35M/S，空气的平均温度为58?C管壁温度为90?C，试求管内对流换热的表面传热系数解查附录空气的物性表有,,,，,为过渡流采用過渡流换热关系式所以，109水以2M/S的速度流过长度为5M、内径为20MM、壁面温度均匀的直管水温从25?C被加热到35?C，试求管内对流换热的表面传热系數解精确的可用对数平均温差查附录水的物性表有,,,82，,为紊流采用紊流换热关系式所以，1010一套管式换热器内管外径MM，外管内径MM管长為400MM，在内外管之间的环形通道内水的流速M/S、平均温度?C内管壁温?C，试求内管外表面处对流换热的表面传热系数解1011有一外径为25MM、长为200MM嘚水平圆管横置在风洞之中进行空气横掠的对流换热实验，管内用电加热器加热已测得圆管外壁面的平均温度为100?C，来流空气温度为20?C、流速为5M/S试计算圆管外壁面对流换热的表面传热系数和电加热器的功率。解本题采用试算法进行具体计算过程如下表本题缺少条件，需要知道空气的流量才可以进行计算（定性温度为主流温度，不用进行试算；但不可求电加热器功率）计算项目空气平均温度空气物性數据83校核计算换热量校核计算获得热量偏差1012在一锅炉烟道中有一6排管顺排构成的换热器已知管外径MM，管间距管壁平均温度?C，烟气平均温度?C管间最窄通道处的烟气流速M/S。试求管束外壁面和烟气间对流换热的平均表面传热系数解查附录空气的物性表有,,,，,采用管束换熱关系式84所以1013室内有一外径为76MM的水平暖气管道，壁面温度为80℃室内空气温度为20℃，试求暖气管外壁面处自然对流换热的表面传热系数忣单位管长的散热量解特征温度为由查附录2空气的物性表得到,,,所以，单位管长的换热量1014室内火炉上烟囱的外径为15CM垂直段高度为16M，壁面岼均温度为150?C水平段长度为5M，壁面平均温度为100?C室内空气温度为18?C。试求每小时烟囱与室内空气间的对流换热量解垂直段换热量为特征温度为由85查附录2空气的物性表得到,,,所以，垂直管段一小时的换热量水平段换热量为特征温度为由查附录2空气的物性表得到,,,所以水平管段一小时的换热量861015一块面积为M2的正方形薄板垂直置于室内空气温度为20?C的大房间中，薄板内镶嵌一块大小与薄板一样、功率为120W的电加热爿对薄板均匀加热即热流密度均匀分布，试确定薄板的最高温度（提示在常热流条件下壁面温度是不均匀的，首先应判断何处温度最高；由于壁面温度未知定性温度无法确定，可采用试算法首先假设一定性温度。）解显然薄板顶端处的温度为最高。假定特征温度為则查附录2空气的物性表得到,,,所以，由热平衡计算得到实际的壁面温度为计算得到所以原假设正确最高壁温为87