南昌大学《热工无机材料工程》考题.docx

南昌大学热工无机材料工程考题 一、填空题：(每空1分，共16分) 得分 评阅人 1、Pr = ，表明 。 Fr = ，表明 。 2、表示燃料的组成有：a 元素分析法：通常包括 ，其中 为燃料的能源主要来源；b 工业分析法：通常包括 ，其中 决定着燃料的着火温度。 3、已知煤的工业分析值：Cad = 40 %，Mar = 8 %，Mad = 4 %，则Car = 。 4、物料的干燥过程可以分成预热阶段，_ _和_ _。 5、固体的热辐射是_ _；而气体是容积内辐射。 6、对不饱和空气，t、twb、td三者之间的关系为： 。 7、一种湿物料，其干基水分为25%，那么换算成湿基水分应为_ _%。 8、一般认为气体对于辐射几乎没有反射能力，则其a、三者的关系是： 。 9、通过光谱分析仪测得太阳光的m = 0.5 m，则可根据维恩偏移定律计算出太阳的表面温度为 。 第 1 页 共 15 页 二、名词解释题：(每题4分，共16分) 得分 评阅人 1、燃料的热值： 2、相似准数： 3、理论燃烧温度： 4、灰体： 三、分析简答题：(每题7分，共21分) 得分 评阅人 1、何谓兰贝特余弦定律，并根据兰贝特余弦定律判断如图所示的真空辐射炉，球心处有一黑体加热元件，指出，三处中何处定向辐射强度最大?何处辐射热流最大?假设，处对球心所张立体角相同。 黑体 2、已知流场的运动方程为：ux=y2+z2，uy=z2+x2，uz=x2+y2，请分析说明该流场是否满足第 2 页 共 15 页 不可压缩流体的连续性条件？ 3、已知空气温度为30度，相对湿度为60%，请在h-d图上示意画出该空气的露点td、含湿量d0和焓值h0 。 四、计算题：(共47分) 得分 评阅人 1、某厂蒸汽管道为175×5mm的钢管，外面包了一层95mm厚的石棉保温层，管壁和石棉的导热系数分别为50、0.1 W/(m·K)，管道内表面温度为300，保温层外表面温度为50。试求每米管长散热损失。在计算中能否略去钢管的热阻，为什么？ 第 3 页 共 15 页 2、有两根用同样材料制成的等长水平横管，具有相同的表面温度，在空气中自然散热。第一根管子的直径是第二根管子直径的10倍，如果这两根管子都可用准数方程式：Nub=0.53Grb0.25。试求两根管子的对流换热系数比值和热损失的比值。 3、封闭水箱各测压管的液面高程为：Ñ1=100cm, Ñ2=20cm，Ñ4=60cm，问Ñ3=为多少？ 第 4 页 共 15 页 4、已知烟煤的各种组成(%)为： Cdaf Hdaf Odaf Ndaf Sdaf Mad 3 Mar 5 Aad 15 82.4 6.0 9.2 1.7 0.7 计算： (1)收到基时组成百分率。 (2)该烟煤燃烧时的理论空气需要量。 第 5 页 共 15 页 得 分 一、填空题： 评阅人 1.在 、 、 燃烧条件下，如果输入燃烧室的全部热量都用来提高燃烧产物的温度，则称该温度为理论燃烧温度或绝热火焰温度。 2. 流体的传递性质，主要指动量传递、能量传递和质量传递，在宏观上，这三种传递表现为 现象、 现象和 现象。 3.当空气过剩系数 时，燃烧产物中有可燃成分，火焰气氛为还原气氛。 4. 导热时，平壁内温度分布呈直线关系，圆筒壁内的温度分布是呈 关系，球壁内又呈 关系。 5.已知煤的工业分析值：Cad35 %，Mar10 %，Mad = 8 %，则Car = %。 6. 一种湿物料，其干基水分为25 %，那么换算成湿基水分应为_ _%。 7. 连续介质完全是宏观意义上的一个假想概念，当所研究问题的尺度远 于分子结构尺度时，连续介质假设就成立。 8. 对饱和空气，t、twb、td三者之间的关系为： 。 9. 一般可以认为对固体工程材料，热射线是不透过的，则其A、R、D三者的关系是： 。 10. 在物料的干燥过程中，当物料表面温度停止升高并等于介质的 时，即开始进行等速干燥阶段。 得 分 二、名词解释题： 评阅人 1. 定向辐射强度 2. 露点 第 6 页 共 15 页 3. 动力粘度 得 分 三、分析简答题： 评阅人 1.请简述低位发热量与高位发热量的区别。 2.请写出Nu、Re、Pr准数的表达式及其物理意义。 3.将干球温度为t0，相对湿度为j0的空气A加湿到状态B，状态B的温度为t1，试用图解法在焓湿图上得出空气加湿前后状态点A、B，以及示意标出加湿后B点状态参数d1, h1，j1，td。 第 7 页 共 15 页 4.冬天经过在白天太阳下晒过的棉被，晚上盖起来感到很暖和，并且经过拍打后，效果更加明显，试解释原因。 得 分 四、计算题： 1. 一外径为0.3 m、壁厚为5 mm的圆管，长为5 m，外表面平均温度为80 ºC。200 ºC的空气在管外横向掠过，表面传热系数为80 W/(m2K)。入口温度为20 ºC的水以0.1 m/s的平均速度在管内流动。如果此过程处于稳态，试确定水的出口温度。水的定压比热容为4184 J/(kgK)，密度为980 kg/m3。 评阅人 2.用热电偶测量管道内的空气温度。如果管道内空气温度与管道壁的温度不同，则由于热电偶与管道壁之间的辐射换热会产生测温误差，试计算当管道壁温度t2 = 100 oC，热电偶读数温度t1=200 oC时的测温误差。假定热电偶接点处的对流换热系数h = 46.52W/(m2 oC)，其黑度1 = 0.9。并分析热电偶测温误差的影响因素。 第 8 页 共 15 页 3. 已知某倒焰窑所用的煤的收到基组成为： 组分 Car Har Oar 质量 72 6 4.8 Nar 1.4 Sar 0.3 Mar 3.6 Aar 11.9 高温阶段在窑底处测定其干烟气组成为： 组分 CO2 体积 13.6 O2 5.0 N2 81.4 灰渣分析：含C 17 %，灰分 83 %。 高温阶段每小时烧煤量为400 kg，计算该阶段每小时烟气生成量及空气需要量。 4.如图所示，用直径d = 100 mm的管道从水箱中引水。如水箱中的水面恒定，水面高出第 9 页 共 15 页 U2管道出口中心的高度H = 4 m，管道的损失假设沿管长均匀发生，hl=3。求：通2g过管道的流速U和流量Q；管道中点M的压强pM。 第 10 页 共 15 页 得 分 评阅人 一、填空题： 1、根据雷诺准数的大小，管道内流体的流动可依次为： 、 和_ 。 2、一般局部阻力损失远大于摩擦阻力损失，所以减少压头损失必须从减小局部阻力着手，其途径可归纳为五个字，即： 、 、 、 、_ _ _。 3、燃料的热值有高位和低位两种，其区别在于燃烧产物的水份所处状态不同，高位热值时的水份是以 存在，而低位则是以 的形式存在。 得 分 二、名词解释题： 评阅人 1. 角系数 2. 相似准数 3. 过剩空气系数 4低位发热量 得 分 三、分析简答题： 评阅人 1. 请简述对流传热和对流换热的概念，并比较其本质区别。 第 11 页 共 15 页 2. 黑体、灰体、现实物体在辐射换热时有什么异同？ 3. 何谓辐射传热，并简述其特点。 4. 什么是系统？什么是控制体？其各自的特点是什么？ 得 分 四、计算题： 1. 有两根用同样材料制成的等长度水平横管，具有相同的表面温度，在空气中自然散热，第一根管子的直径是第二根管子直径的10倍，如果这两根管子的值均在103109之间，且可用准数方程式Nub=0.53Grb0.25。试求两根管子的对流换热系数比值和热损失第 12 页 共 15 页 评阅人 的比值。 2.蒸汽管道内径、外径各为0.16 m、0.17 m，外包两层绝缘材料，第一层厚度0.03 m，第二层厚度0.05 m，管壁及两层绝缘材料的平均导热系数各等于1=81.5w/m.，2=0.174w/m.，3=0.093 w/m.，管道内表面温度为t1=300，第二层绝缘材料外表面温度t4=50，试求每米长蒸汽管道的热损失和各层交界面温度t2、t3。 3. 已知煤的收到基组成(%)为： Car Har Oar Nar Sar Mar Aar 72.0 4.4 8.0 1.4 0.3 9.0 4.9 设燃烧时空气系数1.2，计算： (1)每千克煤实际空气用量(Nm3/kg)； (2)每千克煤实际湿烟气生成量(Nm3/kg)(不考虑空气中的水)。 第 13 页 共 15 页 4. 已知：H=2.5m，窑内流动的烟气温度为1773K，标态下密度为1.32kg/Nm3，外界空气的温度为303K，如下图所示。 若液面处的表压强为5Pa，求A点的表压， 若A点的表压为20Pa，则液面处的表压为多少？若为负压，求0压面的位置。 第 14 页 共 15 页