热工基础答案张学学

1、热工基础答案第一章1-1解：1-2图 1-8 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1-3解：14 解：1-4解：1-5解：由于压缩过程是定压的，所以有1-6解：改过程系统对外作的功为p cD ，式中 c 为常数， D 为气球的直径，由题中给定的初始条件，1-7解：由于空气压力正比于气球的直径，所以可设可以得到：该过程空气对外所作的功为1-8解：（ 1）气体所作的功为：（ 2）摩擦力所消耗的功为：所以减去摩擦力消耗的功后活塞所作的功为：1-9解

2、：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，所以气体对外所作的功为：1-11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（此时贮气罐的压力等于气球中的压力，同时等于外界大气压pb ）前两种情况能使气球充到2m3情况三 :所以气球只能被充到V气球 3.33321.333m3 的大小，故气体对外作的功为：第二章习 题2-1解： WQU508030kJ，所以是压缩过程2-2解： W膨Q吸W压Q放20006501200 1450kJ2-3解： UQ210336007.2106 J / h2 4 解：状态 b 和状态 a 之间的内能之差为：所

3、以， a-d-b 过程中工质与外界交换的热量为：工质沿曲线从 b 返回初态 a 时，工质与外界交换的热量为：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 :由于 d-b 过程为定容过程，系统不对外作功，所以d-b 过程与外界交换的热量为：所以 a-d-b 过程系统对外作的功也就是a-d 过程系统对外作的功，故a-d 过程系统与外界交换的热量为：2 5过程Q kJW kJU kJ1-21390013902-30395-3953-4-10000-10004-10-552-5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，即汽化潜热，所以有：内能的变化为

4、：2-6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：当去掉一部分负载，系统重新达到平衡状态时，其终压为：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：根据理想气体的状态方程可得到系统的终态体积，为：所以活塞上升的距离为：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变化为零，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：2-8解：压缩过程中每千克空气所作的压缩功为：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：所以带动此压气机所需的功率至少为：2-9 解：是否要用

5、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外界的热量，室内热源每小时产生的热量为：小于通过墙壁和门窗传给外界的热量为3 105 kJ，所以必须外加取暖设备，供热量为：2-10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：p11113V2V1)1. 2)1.21.78m(1 (p20.5过程中系统对外所作的功为：所以过程中系统和外界交换的热量为：为吸热。2-11解：此过程为开口系统的稳定流动过程，忽略进出口工质的宏观动能和势能变化，则有：由稳定流动过程进出口工质的质量守恒可得到：所以整个系统的能量平衡式为：故发电机的功率为：2-12解：由于过

6、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，所以系统的能量平衡式为:其中，气体在进口处的比焓为：气体在出口处的比焓为：气体流过系统时对外作的轴功为：所以气体流过系统时对外输出的功率为：第三章习题3-1解：设定熵压缩过程的终态参数为p2、 T2和 S2 ，而定温压缩过程的终态参数为p2、 T2 和 S2 ,根据给定的条件可知：又因为两个终态的熵差为S ，固有：所以有：对于定熵压缩过程有：所以：3-2解：设气体的初态参数为p1、 V1、 T1 和 m1 ，阀门开启时气体的参数为p2、 V2、 T2和 m2 ，阀门重新关闭时气体的参数为 p3、 V3、 T3和 m3 ，考虑到刚性容器有：

7、V1V2 V3 ，且 m1 m2 。当阀门开启时，贮气筒内压力达到8.75105Pa，所以此时筒内温度和气体质量分别为：阀门重新关闭时，筒内气体压力降为8.4 105Pa，且筒内空气温度在排气过程中保持不变，所以此时筒内气体质量为：所以，因加热失掉的空气质量为：3-3解：气体可以看作是理想气体，理想气体的内能是温度的单值函数，选取绝热气缸内的两部分气体共同作为热力学系统，在过程中，由于气缸绝热，系统和外界没有热量交换，同时气缸是刚性的，系统对外作功为零，故过程中系统的内能不变，而系统的初温为30，所以平衡时系统的温度仍为30。设气缸一侧气体的初始参数为p1、 V1、 T1和 m1 ，终态参数为

8、 p1、V1、 T1，另一侧气体的初始参数为p2、 V2、 T2和 m2 ，终态参数为 p2、 V2、 T2 ，重新平衡时整个系统的总体积不变，所以先要求出气缸的总体积。终态时，两侧的压力相同，即p1p2p ，对两侧分别写出状态方程，联立求解可得到终态时的压力为：3-4解：由于 Ar 可看作理想气体，理想气体的内能时温度的单值函数，过程中内能不变，故终温T2600K ，由状态方程可求出终压为：熵的变化为：3-5 解：由于活塞和氢气侧气缸均是绝热的，所以氢气在过程中没有从外界吸入热量，可看可逆绝热过程，所以氢气的终温为：根据状态方程可得到终态时氢气的体积：所以，空气终态的体积为：故空气的终温为：

9、把空气和氧气作为热力学系统，根据热力学第一定律可得到外界加入的热量为：3-6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：当去掉一部分负载，系统重新达到平衡状态时，其终压为：过程可看作可逆绝热膨胀过程，所以：所以，活塞的上升距离为：3-7解：定温： T1T2303K ，由理想气体的状态方程可得到初终态的体积：所以气体对外所作的功和吸收的热量分别为： 定熵：相当于可逆绝热过程，气体对外所作的功和热量分别为：终温为： n=：为多方过程，根据过程方程可得到气体的终温为：气体对外所作的功和热量分别为：3 7 解：（ 1）如果放气过程很快，瓶内气体来不及和外界交换热量，同时假设容器内的气体在放

10、气过程中，时时处于准平衡态，过程可看作可逆绝热过程，所以气体终温为：瓶内原来的气体质量为：放气后瓶内气体的质量为：所以放出的氧气质量为：（ 2）阀门关闭后，瓶内气体将升温，直到和环境温度相同，即 T3 293K ,压力将升高，根据理想气体状态方程可得到，最终平衡时的压力为：（ 3）如果放气极为缓慢，以至瓶内气体与外界随时处于热平衡，即放气过程为定温过程，所以放气后瓶内的气体质量为：故所放的氧气比的一种情况多。3-8解：理想气体可逆多变过程对外作的功和吸收的热量分别为：两式相除，并考虑到cVRg，可得到：k1由多方过程的过程方程可得到：所以有：把 n 值带入多方过程功的表达式中，可求出：所以有：

11、3 10解：根据理想气体状态方程，每小时产生烟气的体积为：所以可得到烟囱出口处的内直径为：3 11 解：因为假定燃气具有理想气体的性质，查空气平均比定压热容表得：所以过程中燃气的熵变为：由于熵减少，对于可逆过程，熵减少意味着过程是放热过程3 12解：根据刚性容器A 和弹性球 B 中气体的初态参数，可求出A 和B 中包含的气体质量分别为：打开阀门，重新平衡后，气体温度T 依然保持不变，球内压力p （也即总压力）和球的直径成正比，故设：带入弹性球B 的初始体积和压力值可得到：根据理想气体状态方程有：所以，球B 终态的压力和体积分别为：3 13 解：假设气体的定压和定容比热容都是常数，首先计算此理想

12、气体的气体常数和定压、定容比热容：所以其焓变和熵变分别为：3-14解：设气体的初态参数为p1、 T1、 V1 ，终态参数为p2、T2、 V2 。 可逆绝热膨胀：根据过程方程可得到终温：气体对外所作的功和熵变分别为： 气体向真空自由膨胀：气体对外不作功，且和外界无热量交换，故内能不变，由于理想气体的内能和焓均是温度的单值函数，所以气体温度保持不变，焓也保持不变，即过程中气体熵变为：3-15解：按定值比热容计算：空气可看作是双原子分子气体，故有：根据可逆绝热过程的过程方程，可得到终态压力为：内能和与外界交换的功量分别为：按空气热力性质表的数据计算：查表得所以有：3-16解：首先把标准状态下空气的体

13、积流量值转换为入口状态下和出口状态下的体积流量值：转化为质量流量为：根据开口系统的能量方程，忽略进出口宏观动能和势能的变化并考虑到气体流动时对外不作轴功，故有烟气每小时所提供的热量为：（ 1）用平均定压质量比热容数据计算查表并通过插值可得到：?所以有：Q质h1） 139667.61.017925035541912.5kJ / hm （ h2（ 2）将空气视为双原子理想气体，用定比热容进行计算?所以有： Qm质（ h2h1） 139667.61.00425035056567 .6kJ / h3-17解：混合后各成分的质量分数为：折合分子量为：3-18解：体积分数等于摩尔分数：体积流量为：3-19

14、解：根据混合理想气体的状态方程有：又因为：联立求解得到：3-20解：该未知气体的气体常数Rg 及摩尔质量M：根据混合理想气体状态方程可得：气体组元的质量分数分别为：1所以未知气体的气体常数：MM28i未知M i 该未知气体的分压力：未知气体为氮气，先求出它的摩尔分数：所以氮气的分压为：3-21解：理想气体两过程之间的熵差为：由于假设理想气体的比热容为常数，所以有：考虑到理想气体多变过程（n 1 ）的过程方程及定容比热容和CV、 Rg 的关系：把上面三式带入熵的表达式并整理可得：考虑到理想气体多变过程（n 1 ）的过程方程及定容比热容和CV、 Rg 的关系：把上面两式带入熵的表达式并整理可得：1

15、 和3-22解：在 T-s 图上任意两条定压线之间的水平距离为，在相同的温度T 下，压力分别为p2时两态的熵差 ,故有：p显然不管在任何温度下，它们都相等；在 T-s 图上任意两条定容线之间的水平距离为，在相同的温度T 下，体积分别为V1 和 V2 时两态的熵差 ,故有：显然不管在任何温度下，它们都相等。3-23解：根据理想气体的状态方程，可求出初态和终态气体的比容分别为：由 cP 和 cV 的关系，可得到：所以每千克气体内能和熵的变化分别为：3-24解：可逆定压过程系统从外界吸收的热量等于系统焓的变化，所以有：系统内能的变化为：所以系统对外所作的功为：3-25解：设理想气体的摩尔数为n，由理

16、想气体的状态方程可得：由于过程的焓变已知，所以可得到该理想气体的摩尔定压热容：所以气体的摩尔定容热容为：由此可求出该气体的摩尔质量：所以气体的内能变化为：气体的定压热容为：3-26解： 可逆膨胀；可逆定温膨胀过程系统对外所作的功及熵变为： 向真空膨胀；理想气体的绝热真空自由膨胀系统对外不作功W=0 ，熵变为： 在外压恒为的环境中膨胀。此过程系统对外所作的功无法计算，如果过程终态为平衡态，则系统熵变依然为：3-27解：要想判断喷管的形状，必须计算临界压力Pcr ，PcrP12kk 10.721.411.41 10.368 MPak11.411可见被压大于临界压力，故在出口处没有达到当地声速，所以

17、此喷管为渐缩喷管。计算喷管出口截面面积，首先要知道喷管出口截面的参数，所以喷管的出口截面面积为：3-28解：当被压取临界压力时可达到最大质量流量，根据临界压力与初压的关系可得：最大质量流量为：3-29解：首先计算入口参数所以临界压力，即被压为：最大质量流量为：由绝热过程方程可得到出口比容为：所以出口流速为：3-30解：温度计测量的是空气的滞止温度，所以空气实际温度为：3-31解：如果在喷管中气体是理想的流动，即为可逆绝热稳定流动，则根据过程方程，可得到理论出口参数为：所以理论出口流速为：所以实际出口流速为：所以实际出口温度为：由理想气体的状态方程可得到：所以喷管中气体的流量为：3-32解：滞止

18、温度分别为：滞止压力分别为：第四章习题4 1解 : 由热量守恒由克劳休斯不等式：它的设计是不合理的4 2解：采用电炉取暖时，当采用电动机带动卡诺热泵时，4-3解：（ 1）热效率为（ 2） 吸热放热（ 3）性能系数得到所以4 4解：对于制冷机对于热机4 5解：理想气体的内能是温度的单值函数，气体向真空的膨胀过程系统对外不作功，且过程绝热，系统的内能不变，故气体温度不变：由 PVPV0.7 3PV 得到 P0.525MPaV 4热力学能变化为U UU0熵的变化为 SP20.287 ln0.525R ln0.0826kJ / kg KP10.74-6解：（ 1）气体熵变为热源熵变为总熵变为（ 2）气

19、体熵变为热源熵变为总熵变为（ 3）气体熵变为热源熵变为总熵变为47解：（1）由孤立系统熵增原理：所以有：（2）总功量为：（3） QAQB所以总熵变为：4 8解：选取两个容器中的气体为热力学系统，过程中系统绝热且无外功，所以设终态容积分别为V1,V2 联立求解所以有：左侧气体熵变：右侧气体熵变：总熵变为4 9 解：把闭口系统和热源取为研究的热力学系统，为孤立系，根据孤立系统熵增原理：所以该过程是不可能的4 10 解：（ 1）根据稳定流动方程，烟气放热：（2） Q2 取最小时，此过程可逆，取烟气、工质和低温热源为系统，此系统为孤立系统，孤立系统的可逆过程熵不变（ 3） WmaxQ1Q2411623

20、891727kJ4-11解：此过程为等容过程，所以取空气和螺旋桨为研究的系统，此系统为孤立系统，假设空气为理想气体，并假设螺旋桨为功源，过程中熵不变，此孤立系统的熵变等于熵产，所以有：SSg m c p ln T2R ln P211004.5 ln 293287 ln 2930.0124kJ / K 所以做功能力的损失为：T1P1288288假设环境温度为 20 度，所以：4-12解：根据温度流动的过程方程有：所以空气在压缩过程中的熵变为：所以做功能力的损失为：4-13解：混合后的温度为：熵变为：4-14解：依题意：故制冷机得到的功为：又所以4-15解：（ 1）根据稳定流动的过程方程可得：（2

21、）进口处出口处（ 3）所以压气机所需的最小有用功为：（ 4）作功能力损失为：4-16解：依题意：所以：4-17解：（ 1）冬季所以（ 2）夏季即所以 t1440 C4-18解：因为cVcP R 29 8.314 20.686J /( mol K )ncP1.402所以该过程为放热过程kcV4-19 解：根据热力学第一定律有：环境的熵变为：选取气缸中的气体和环境为研究的热力学系统，此系统为孤立系统，其熵变等于熵产所以：第五章习题5-2解：用水蒸气表：0.00109250.350.37486 ，所以为湿饱和蒸汽。查 h-s 图得到：5 3解： 1、查表得：所以：2、当 P0.2MPa 时，比容仍然

22、为0.52427 m3 / kg所以为湿饱和蒸汽。3、 x 0.524270.001060559.1% 0.885850.0010605传出的热量为：5-4 解：查表得：所以：t800 C 时，所以为湿饱和蒸汽。传出的热量为：5-5解：查表得到：t 3500 C 时1 MPa2 MpaMPa理想的绝热过程， 熵不变，h1 ( kJ/kg )所以有：s1 ( kJ/P20.005MPa , s2s17.1985kJ / kgK查表得到 P 时的参数：2s0.4762kJ / kg K , s 8.3952kJ / kgK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

23、表并插值得到：P4.5MPa ,t1000 C , h1422.95KJ / kgP4.5MPa,t4800 C ,h23399.40KJ / kg吸热量为：需要媒量为：5 7解：查表得到：当饱和压力为 P1.5MPa 时h844.82KJ / kg ， h2791.46KJ / kg所以：查表得到：当 P0.005MPa 时2过热蒸汽在汽轮机中的理想绝热膨胀过程，熵不变，所以有：查图得到：当 P1.5MPa ， s7.601kJ / kg K 时， h1 3390.2KJ / kg所以：5 8解：查表得到：当饱和压力为 P0.4MPa 时h604.87KJ / kg ， h 2738.49K

24、J / kgv1 0.0010835m3 / kg ， v2 0.46246m3 / kg所以：加热后为 P 1MPa 的干饱和蒸汽吸热过程为定容过程，所以吸热量为所需时间为解： p1 3.5 MPa 、 t430 的蒸汽处于过热状态，k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：5-10解：查表得到：t 250 C 时， Ps0.003174 MPa所以：5-11 解：由 t110 C， 0.25查表得到：加热过程比湿度不变，沿定d 线到 t2 50 C ，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 t 330C，所以干空气

25、的流量为湿空气的流量为所消耗的热量为：5-12解：由 t l35o C ,0.8 查表得到：沿定 d 线到1 在沿定 t210 o C 到得到析出水量为：沿定 d 线到 t 325o C 得到加热量为：5-13解：查表知 t g21o C 对应的饱和压力为Ps 1818.3Patl16 o C 对应的饱和压力为 Ps 2491.45 PaPs73%所以Ps 5-14解：由 t 222o C ,21查表得到：加入的水蒸气的量为：由 d 0.622Pq2.65KPa 得到：P及 PqPq5-15解：查表知t 8o C 对应的饱和压力为Ps1072.8Pa， d6.65g / kg干空气t18 o

26、C 对应的饱和压力为Ps 2064 Pa所以相对湿度为：o加热到 40 C, 绝对湿度不变d6.65 g / kg干空气 ，查表得到：5-16解 : 由 t1250 C, P2MPa 查表得到 :h12897.8kJ / kg ,0.0152 m3 / kg, s1 6.603kJ / Kg K所以：当冷却到300C时 , 比容仍为0.0152 m3 / kg , 此时为湿蒸汽 :查表得 :h125.68kJ / kg, h 2553.35kJ / kg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 :第六章习题6-1解： 1 点： P1=4 MPa, t 1=400 C查表得：

27、 h1=kg, s1=2 点： s2=s1=, P2 =4KPa查表得： h2=kg, x =3(4)点：由 P3=P2=4 KPa查表得： h3=kg吸热量： q1=h1-h3= =kg净功量： wnet=h1-h2=kg热效率： = wnet=1175.58=%q13094.42干度： x= 1 点：由 P1 =4MPa , t1=550 C 查表得： h1=kg, s1=2 点：由 s2=s1=, P2=4 kPa 查表得： h2=kg, x=3(4)点：由 P3=4kPa,查表得 : h3=kg吸热量： q1=h1 h3=kg净功量： wnet12wnet1379.47=h h =热效

28、率： =%q13437.29干度： x=6-2解：1 点：由11得：P =13MPa , t =535 C11h =kg, s =5 点：由 s5=s1=,得：55P = ， h =kg1 点：由PP， t1t5535 C得：152 点：由s2s1，P2=7 KPa 得：h2=kg，x2=3(4)点：由 P3=P2 得：h3=kg吸热量：净功量：热效率：6-3 解：1 点：由 P =6MPa,t =560 C 得：11h1=kg,s1 =2 点：由 s2=s1, P2=6kPa 得：h2=kg,x=3(4)点：由 P3=P2 得：h3=kg吸热量：113q =h h = =kg净功量：wnet

29、=h -h =热效率：1 26-4解：1 点：由 P =10MPa , t =400C 得：11h1=kg, s1=a 点：由 sa=s 1, Pa=2MPa 得：ha=kg2 点：由 s2=sa,P2= 得：h2=kg, x=3(4)点：由 P3=P2 得：h3=kg5(6)点：由 P5=Pa 得：h5=kg抽汽量：热效率：轴功：ws=( h1-h5)=kg6-5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：放热过程为定压过程，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

30、因为实现气体定容放热过程较难。6-6解 : (1) k=循环热效率为：压缩过程为可逆绝热过程，所以有：(2)k=循环热效率为：压缩过程为可逆绝热过程，所以有：6-7解 : 循环热效率为：每 kg 空气对外所作的功为：所以输出功率为：6-8解 :1 到 2 为可逆绝热过程，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：所以循环的净功为：6-9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，所以有：所以循

31、环热效率为：相同温度范围卡诺循环的热效率为：6-10解 :(1)=由 1 到 2 的压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：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：1k111.51.711.41(2) =k 11k161.4 1 1.5 163.90%11.4 1.5 1.71 1由 1 到 2 的压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：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：1k111.751.50

32、71.4165.10% (3) =k 11k1161.4 1 1.75 11.4 1.751.507 1由 1 到 2 的压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：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：1k112.251.2351.41k 11k161.4 1 2.25 11.4 2.2566.46% 6-11 解:压缩过程可看作可逆11.235 1绝热压缩过程，所以有：6-12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：燃气轮机所作轴功：输出净功：热效率：6-13解 : 根据理

33、想绝热过程得过程方程，可得：所以有：热效率为：第七章习题7-1解： (1) 绝热压缩：(2) 定温压缩：(3)多变压缩：7-2解： (1) 绝热压缩：(2) 等温压缩：(3)多变压缩：7-3解：首先求多变指数每秒钟带走的热量 = 2 233.356 1.778kJ607-4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。如果采用二级压缩，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：7-5解：求多变指数n：所以功率为：7-6解：查表得到：h1=1670kJ/kgP1=h2=1789kJ/kgP2=h4=h3=489kJ/kg吸热

34、量：q2=h1 h4=1181kJ/kg流量：耗功：功率：7-7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功率：7-8解：制冷系数：膨胀机出口温度：制冷量：放热量：耗功：7-9解：因为制冷系数为：制冷量：供热系数：供热量：7-10解：查表得到：h3=h4=536kJ/kgh1=1532kJ/kgh2=1703kJ/kg流量：制冷量：7-11解：查表得到：h1=1670kJ/kgh2=1820kJ/kgh3=h4=512kJ/kg由 Q1m h2 h3得流量为：Q8104m= m161kg / hh2h3 1820512耗功：供热系数：电炉功

35、率：7-12解 :供热系数：耗功率：7-13解：查表得到：h1=495kJ/kgh2 =540kJ/kgh3=h4=240kJ/kg流量：功率：7-14 解： (1) 室内温度 20 C查表得到：h1=500kJ/kgh2 =525kJ/kgh3=h4=225kJ/kg(2)室内温度为30 C：查表得到：h =550kJ/kg2h =h =240kJ/kg34h1h45002406.2 所以，应该保持室内温度为20 C。h2h1550500第八章习题8-1.一大平板，高3m，宽 2m，厚 ，导热系数为 45 W/(m K) ，两侧表面温度分别为 t1 100 、 t 2 50 ，试求该板的热阻

36、、热流量、热流密度。解：解：由傅立叶导热定律：热阻 R0.027.407K /W mA32 45热流量QAtw1t w23 245 10050675000W0.02热流密度qQ675000 112500W / m2S32h 708-2. 空气在一根内径50mm，长的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/(m 2 K) ，热流密度为 q5000 W/m 2，试求管壁温度及热流量。解：由牛顿冷却公式：qh tw t f得到8-3. 一单层玻璃窗，高，宽1m，玻璃厚，玻璃的导热系数为1.05W/(m K) ，室内外的空气温度分别为20和 5，室内外空气与玻璃窗

37、之间对流换热的表面传热系数分别为h15W/(m 2K) 和 h2 20 W/(m 2K) ，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： R10.00030.000286 K / W1.05R211内侧对流换热热阻为：h10.2K /W5R311外侧对流换热热阻为：h20.05K /W208-4. 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1-3 题相同，双层玻璃间的空气夹层厚度为 5mm ，夹层中的空气完全静止，空气的导热系数为0.025W/(m K) 。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：

38、空气夹层的导热热阻为：R0.0050.2K / W0.0258-5. 有一厚度为400mm 的房屋外墙，热导率为0.5W/(m K) 。冬季室内空气温度为 t120 ，和墙内壁面之间对流换热的表面传热系数为h14W/(m 2 K) 。室外空气温度为t2 -10，和外墙之间对流换热的表面传热系数为h26W/(m 2 K) 。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 h110.822K /W1110.41h1h240.56热流通量为： 2qh t f1t f 20.82220 1024.66W / m由 q h t f1tw得到：8-6. 如果冬季室

39、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h2 10 W/(m 2 K) ，其它条件和题1-5 相同，并假设室内空气只通过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 h110.8696 K / W1110.41h1h240.510热流通量为： 2qh t f1t f 20.8696 20 1026.087W / m为了维持室内温度不变。必须保证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Wqs26.087sW第九章9-1 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，各层的厚度分别为mm、 150 mm 和 10 mm，热导率分别为 45 W/(m K)