第一篇：热工基础答案张学学
《电厂热工与流体力学基础》复习题(有答案)
一、 填空题
1. 水蒸汽在T---S图和P---V图上可分为三个区，即( 未饱和水 )区，( 湿蒸汽 )区和( 过热蒸汽 )区。
2. 一般情况下，液体的对流放热系数比气体的( 大 )，同一种液体，强迫流动放热比自由流动放热( 强烈 )。
3. 水蒸汽凝结放热时，其温度( 保持不变 )，主要是通过蒸汽凝结放出( 汽化潜热 )而传递热量的。
4. 管道外部加保温层使管道对外界的热阻( 增加 )，传递的热量( 减少 )。
5. 炉受热面外表面积灰或结渣，会使管内介质与烟气热交换时的热量( 减弱 )，因为灰渣的( 导热系数 )小。
6. 根据传热方程式，减小 (传热热阻)，增大(传热面积)，增大(传热温差)，均可以增强传热。
7. 相同参数下，回热循环与朗肯循环相比，汽耗率(增大)，给水温度(提高)，循环热效率(提高)， 1kg蒸汽在汽轮机内作功(减小)。
8. ( 绝对 )压力小于( 当地 )大气压力的那部分数值称为真空。
9. 朗肯循环的工作过程是：工质在锅炉中被(定压加热)汽化和(过热 )的过程;过热的蒸汽在汽轮机中(等熵膨胀作功 );作完功的乏汽排入凝汽器中(定压凝结 )放热，凝结水在给水泵中绝热(压缩)。
10. 蒸汽中间再热使每公斤蒸汽的作功能力(增大)，机组功率一定时，新蒸汽流量(减少)，同时再热后回热抽汽的(温度)和(焓值)提高，在给水温度一定时，二者均使回热抽汽量(减少)，冷源损失(增大)。
11. 火力发电厂中的( 空气 )、燃气 、和( 烟气 )可作为理想气体看待，而( 水蒸汽 )应当做实际气体看待。
12.锅炉受热面外表面积灰或结渣，会使管内介质与烟气热交换时的热量( 减弱 )，因为灰渣的( 导热系数 )小。
13. 水蒸汽的形成经过五种状态的变化，即( 未饱和)水→( 饱和 )水→( 湿饱和 )蒸汽→( 干饱和 )蒸汽→( 过热 )蒸汽。 14. 过热蒸汽温度超出该压力下的(饱和)温度的(度数 )称为过热度。
二、选择题
1、同一种流体强迫对流换热比自由流动换热( C )。 A、不强烈; B、相等; C、强烈; D、小。
2、热导率大的物体，导热能力(A ) A. 大; B. 小; C. 不发生变化。
3.流体流动时引起能量损失的主要原因是( C )
A、流体的压缩性 B、流体的膨胀性 C、流体的粘滞性 4.朗肯循环是由( A )组成的。
A、两个等温过程，两个绝热过程 B、两个等压过程，两个绝热过程 C、两个等压过程，两个等温过程 D、两个等容过程，两个等温过程。 5.省煤器管外是( D )。
A.沸腾换热;B.凝结换热;C.水强制流动对流换热;D.烟气强制流动对流换热 6.下列几种对流换热系数的大小顺序排列正确的是：(C )。
A.α水强制>α空气强制>α空气自然>α水沸腾; B.α水沸腾>α空气强制>α水强制>α空气自然; C.α水沸腾>α水强制>α空气强制>α空气自然。
7.当物体的热力学温度升高一倍时，其辐射能力将增大到原来的( C )倍： A.四倍;
B.八倍;
C.十六倍。 8.在锅炉中，烟气以对流换热为主的部位是(C )。 A.炉膛; B.水平烟道; C.垂直烟道
9.稳定流动时，A断面直径是B断面的2倍，B断面的流速是A断面流速( D )倍。
A.1; B.2; C.3; D.4。
10.当管排数相同时，下列哪种管束排列方式的凝结换热系数最大：( A ) A、叉排;
B、顺排; C、辐向排列; D、无法判断
11. 锅炉内工质的温度等于其压力对应的饱和温度时，该工质可能为( D )。 A、干饱和蒸汽;B、湿蒸汽;C、饱和水;D、以上三种情况都有可能。
12、下列( D )不可视为理想气体。
A、空气 B、烟气 C、燃气 D、火电厂的工质水蒸汽
13、绝对压力p，真空pv，大气压力Pa间的关系为( B )
A、p+pv+pa=0 B、pa- pv- p=0 C、p-pa-pv=0 D、p+pa-pv=0
14、实用h-s图上不能查出水蒸汽参数的状态是： ( C ) A、干饱和蒸汽; B、过热蒸汽; C、饱和水;D、无法判断 15.对流过热器平均传热温差最大的布置方式是( B )。 A、顺流布置
B、逆流布置
C、混流布置 16受热面定期吹灰的目的是( A )。
A、减少热阻 B、降低受热面的壁温差 C、降低工质的温度 D、降低烟气温度
17对同一种流体来说，沸腾放热的放热系数比无物态变化时的对流放热系数( B )
A、小 B、大 C、相等
18 沸腾时汽体和液体同时存在，汽体和液体的温度( A )
A、相等 B、汽体温度大于液体温度 C、汽体温度小于液体温度 19汽轮机的冷油器属于(A )。
A、表面式换热器;B、混合式换热器;C、蓄热式换热器。 20. 容器内工质的压力大于大气压力，工质处于( A )。 A、正压状态 B、负压状态 C、标准状态 D、临界状态 21. 绝热材料含有水份时，其保温能力将( B )。
A、 增加; B、 减弱; C、 不变; D、无法判断。 22. 凝汽器内真空升高，汽轮机排汽压力( B )。 A、升高 B、降低 C、不变 D、不能判断
23. 对于不同的物质，其热导率大小的一般关系为( C )。
A、 λ气体>λ液体>λ金属; B、λ金属>λ气体>λ液体; C、 λ金属>λ液体>λ气体;D、无法判断。
24. 提高蒸汽初温度主要受到( C )的限制。
A、锅炉传热温差; B、热力循环; C、金属耐高温性能; D、汽轮机末级叶片强度; 25. 三种类型的换热器，工程中使用最多的是( A )。 A、表面式;
B、混合式;
C、回热式; D、无法判断。 26.再热循环的首要目的是：( B ) A、提高热效率; B、提高排汽干度; C、降低汽耗率;D、降低热耗率 27.绝热材料含有水份时，其保温能力将：( B ) A、增加; B、减少; C、不变; D、以上三者均有可能。 28.锅炉炉管附有水垢或灰垢时，导热量会：( A ) A、 减少; B、增加; C、 不变; D、以上三者均有可能。 29.沸腾换热设备安全经济的工作段是：( D ) A、自然对流段; B、蒸发段; C、膜态沸腾段;D、核态沸腾段 30. 为了使肋壁增强传热的效果显著，肋片应装在：( B )
A、换热系数较大一侧;B、换热系数较小一侧;C、随便哪一侧均可;D、无法判断。
三、判断题
1.导热只能发生在固体内或接触的固体间，不能在流体中发生。 ( ×) 2.对流换热是导热和热对流综合作用的结果。(√ ) 3.流体的流速变快，对流换热变弱。 ( × ) 4.善于吸收的物体也善于辐射。 ( √ )
5.物体的热力学温度T大于零，都可向外发射辐射能。 ( √ ) 6.流体是一种承受任何微小切应力都会发生连续的变形的物质。(√ ) 7.同温度下黑体的辐射力最大。( √ ) 8.凝汽器运行中，当铜管结垢时，将导致循环水传热下降。( √ ) 9.绝对压力是用压力表测实际测得的压力。( × ) 10.燃油粘度与温度无关。( × )
11、在热力系统中，降低蒸汽的排汽压力是提高热效率的方法之一。( √ )
12、提高初压对汽轮机的安全和循环效率均有利。( × )
13、当润滑油温度升高时，其黏度随之降低。( √ )
14、凡有温差的物体就一定有热量的传递。( √ )
15、采用回热循环，可以提高循环热效率，降低汽耗率。( √ )
16、管子外壁加装助片(俗称散热片)的目的是使热阻增大，传递热量减小。( × )
17、火力发电厂的能量转换过程是：燃料的化学能→热能→机械能→电能。( √ )
18、超临界压力的锅炉设备中是不需要设置汽包的。( √ )
19、绝对压力是用压力表测实际测得的压力。( × )
20、过热器逆流布置时，由于传热平均温差大，传热效果好，因而可以增加受热面。( × )
四、问答题
1、为什么不少保温材料采用多孔结构?多孔性保温材料在工程中使用时应注意什么问题?为什么?
答：因为多孔性结构的孔隙内充满了热导率较小的几乎是静止的空气，所以可提高保温性能。多孔性保温材料在使用时要注意防潮，因为水的热导率比空气大得多，所以保温材料一旦含有水分，其保温性能会大大下降。
2、什么是管道中的水锤现象?有何危害?消除水锤现象的发生可采取哪些办法? 答：1) 水锤现象：当压力管道中的液体流动时遇到阻力(阀门突然关闭)，在瞬间液体运动速度发生急剧的变化，从而造成管道中液体的压力显著地、反复地变化的现象。
2) 危害：发生水锤现象时，可能导致管道系统的强烈振动、噪音、甚至使管道严重变形、爆裂及损坏水力设备等。 3).措施：(1)增加阀门的启动时间;(2)缩短管道的长度：(3)在管道上装设安全阀。
3、为什么在电厂设备运行中要控制转动机械的润滑油油温?
答：液体的黏性随着温度的升高而降低.油温过高,黏性减小,油膜变薄,甚至可能难以支撑转子的质量而造成轴与轴瓦之间的干摩擦.反之, 油温过低, 黏性增大,油膜变厚,或厚薄不均匀,会使机组振动增大,危及机组的安全.为了保持适当的黏性,一般保持油温在45℃左右.
3、画出朗肯循环装置系统图, 并标出各设备名称。 答：
1-锅炉;2-汽轮机;3-凝汽器;4-给水泵
4、 流动阻力分为哪几类? 阻力是如何形成的?
答：实际液体在管道中流动时的阻力可分为两种类型：一种是沿程阻力，它是由于液体在管内流动，液体层间以及液体与壁面间的摩擦力而造成的阻力;另一种是局部阻力，它是液体流动时，因局部障碍(如阀门、弯头、扩散管等)引起液流显著变形以及液体质点间的相互碰撞而产生的阻力。
5、增强传热的目的是什么? 采用哪些方法能使传热增强? 答：增强传热的目的是提高换热设备出力，从而节能省材。
根据传热方程式，增强传热的主要方法及措施如下：
(1)提高传热系数 K：如增大流速，增强流体扰动及减小污垢热阻等; (2)增大传热面积 A：如采用肋壁传热;
(3)增加传热温差△t：如冷、热流体采用逆流布置等。
第二篇：材料热工基础
流体力学基础
流体物理性质 流体静力学基础 流体动力学基础 流体阻力及管路计算
1.4流体的阻力及管路计算
一、教学要求 【掌握内容】
(1)摩擦阻力和局部阻力的概念 (2)摩擦阻力和局部阻力的计算方法 (3)经济流速的概念 【理解内容】 (1)简单管路的计算
(2)串联管路、并联管路计算 【了解内容】 (1)摩阻系数的确定
(2)常用的几种局部阻力系数
二、教学重点与难点 【教学重点】 阻力计算 【教学难点】 管路计算
三、教学方法 讲述概念、分析实例、讲解计算方法。
四、教学时数 【建议学时】2～4学时
五、教学内容 1.4.1摩擦阻力
定义：摩擦阻力存在于整个流动路程上，是流体在直管中流动时，由于流体的粘性产生内摩擦而产生的能量损失。用表示。
1、摩擦阻力计算
(Pa) 说明：a、hf是单位管道截面积上的摩擦力，在数值上等于管道两端的压差(仅有摩擦阻力)，方向与流体流动方向相反。l↑，de↓，w↑，hf↑
b、hf与流体的流态及管壁粗糙度有关，这些因素包含在摩擦阻力系数中。要确定hf的大小，关健在求λ。
2、摩擦阻力系数
A、摩擦阻力系数λ由实验确定。它与雷诺数及管内擘粗糙度有关。
①层流区(Re≤2300)
代入阻力公式得：
②临界区(Re=2300～4000)
此区域流态不稳定，若仍保持层流，则Re↑、λ↓;若已为湍流，则Re↑、λ↑。
③湍流光滑区：
④湍流过渡区：
⑤湍流粗糙区：
B、硅酸盐工业通常按经验公式计算，即：
①光滑金属管道：
粗略计算时：λ=0.02～0.025 ②粗糙管道：
粗略计算时：λ=0.035～0.45 ③砖砌烟道：粗略计算时：λ=0.05
【例题】热烟气以7.5Bm3/s的流量通过截面尺寸为1.5×2.0m的砖砌烟道，烟气的平均温度为420℃，标态密度为1.32kg/Bm3,求烟气通过25m长烟道的摩擦阻力损失(烟道内烟气的绝对压力接近大气压)。 【解】烟气的标态流速：2.5m/s 烟气的工况流速：6.34m/s 烟气的工况密度：0.52kg/m3 烟道当量直径：1.71(m) 烟气粘度：
=(Pa•s)
雷诺数：
摩擦阻力系数：
摩擦阻力损失：1.4.2局部阻力
(Pa) 定义：局部阻力是流体通过管路中的管件、阀门、突然扩大，突然缩小等局部障碍，引起边界层的分离，产生漩涡而造成的能量损失。用
1、局部阻力计算公式
表示。 (Pa)
2、局部阻力系数ξ
局部阻力系数一般由实验确定。
①流体是层流时，局部阻力系数可用下式表示
是随管件而定的常数，对球心阀(全开)，90º弯头，=16.3三通，
=32.5
=48.8;角阀(全开)，=21.7;
②流体是湍流时，局部阻力系数由管件性质而定的常数
如： ①突然扩大
②突然缩小
其余的局部阻力系数查附录。
【例题】密度为1.2kg/m3的气体，流过如图1.33所示的突然扩大管段。已知:m2,通过管段的气体流量为7m/s。求其局部阻力损失。 【解】查表得突然扩大管段局部阻力系数公式为：
m2,
局部阻力为： 在计算局部阻力损失时，上式中的代入扩大前速度较大的数值
由已知条件得：(m/s)
29.4(Pa) 1.4.3流动的总阻力
流体流动的总阻力，为摩擦阻力与局部阻力之和，即：
(Pa) 1.4.4管路计算 1.4.4.1经济流速
(m) 分析：1)w↓，d↑，管材费↑，施工费↑
2)w↑，d↓，一次投资↓，阻力损失↑，动力消耗↑，日常管理费↑ 经济流速:使一次性投资与日常管理费用之和为最小值的速度。 影响经济流速的因素:
①管材价格;②施工费用;③能源价格;④管网结构;⑤流体性质;⑥生产工艺要求
1.4.4.2简单管路的计算
管路：由管材、管件、阀件等按一定方式联接而成的供流体流动或输送的设施。
简单管路：从进口到出口，没有分支管径不变。 对简单管路两端写出伯努力方程：
上式表明：静压头和几何压头的变化用于克服管道中的摩擦阻力及局部阻力之总和。
简单管路计算内容包括：
①已知管径、管长、流体输送量和管路阻力系数，求流体通过管路的阻力损失。
②已知管长，流量，允许的阻力损失，求管径。
③已知管径，管长,允许的阻力损失，求流体的流速或流量。
【例题】20℃的低压空气流过内径420mm，长60m的光滑金属管道，空气流量为4.0m3/s，局部阻力系数=2.5 求(1)管道的阻力损失。
(2)若要将流量增达到5.0m3/s，而保持阻力不便，应选用多大的管径。
【解】(1)对于光滑金属管选取
根据公式：
将 代入上式得：
(Pa) ==3397.27(Pa) (2)当m3/s，3397.27(Pa)Pa时，即：
3397.27 整理后得：
用试凑发求得：
注:②③类问题较为复杂，由于管径未知，因而无法求算流速情况下，工程计算中常采用试差法求解。 1.4.4.3管路的串联与并联
1、串联管路
由不同管径的管道首尾相连构成的管路。如图所示。
、雷诺数和摩擦系数。在这种
特点：
①串联管路中流体流动的总阻力为各管段阻力之和。
(Pa) ②串联管道中无流体加入或排出，各管段流量相等。
(m3/s)
由上述特点可知：
结论：串联管路的总比阻抗等于各段管路分比阻抗之和。
2、并联管路
两根或两根以上的管道进口与进口相连，出口与出口相连，构成并联管道。
特点：
①并联管路各支管的总阻力相等。
②并联管路总管流量等于各支管流量之和。
(m3/s)
s↑，V↓。
由上述特点可知：
即：
结论：并联管路总比阻抗平方根倒数和等于各支管比阻抗平方根倒数之和。
四、管道计算
(二)
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(作者：佚名 本信息发布于2008年07月23日，共有3222人浏览) [字体：大 中 小]
4. 管道直径的选择 在要求达到的流量之下，流体在管道中的流速因所选用的管道直径的大小而异。随着流速的变化，压头损失也不同。在一定的流量之下，选用小直径的管道时，流速较高，阻力也跟着升高。从阻力公式可以知道;
在既定的流量之下，流体流经管道时的压头损失随着管道直径的5次方成反比。由于阻力的升高，输送流体的电耗亦随着增加。因此，为了节省输送流体时的电能，宜尽可能选用直径较大的管道。
另一方面，选用较大直径的管道时，由于管道的重量增加，势必增加管道的购置费用和安装费用。
因此，在选择管道直径时，必须权衡这两方面的得失，解决管道的操作费用和投资费用之间的矛盾，选出比较合理的管径。
另外，选择管道直径时，还要注意到流体的物理性质。对于粘度大、密度大，比较难以输送的流体，当输送量不要求很大的时候，例如润滑油、燃料油等，流速不宜过大，甚至宜在层流流态下输送。反之，对于粘度小、密度小，比较容易输送的流体，而输送量又比较大时，例如空气等流体，则流速不妨大一些。对于含有固体颗粒的流体，例如含尘气体，以及容易析出固体渣滓的流体，例如重油等，流速不能选得过低，以免固体在管道中沉积。 实际上，各种流体都有各自的比较经济的流速。表1-11中的数据可供参考。根据要求达到的流量和经济流速,就可选出管道的直径。
常 用 流 速
表1-11 情
况
常用流速 (米/秒) 情
况
常用流速 (米/秒)
压强大于5千帕的净空气管道
压强小于5千帕的冷空气管道
压强大于5千帕的热空气管道
压强小于5千帕的热空气管道
压缩空气管道
高压常温净煤气管道
低压常温净煤气管道
压强小于10大气压的氧气管道
压强为10～20大气压的氧气管道
过热蒸汽管道
9～12 6～8 5～7 3～5 30～60 8～12 5～8 70～80 30～50 35～60
饱和蒸汽管道 烟
道 高压水管 低压水管
一般生产用冷却水管 润滑油、燃料油管
液压油料管(管道内径4～100毫米，直径小宜取较低流速) 泥浆管 收尘管道
20～40 2～4 5～7 2～4 1.5～2.5 0.1～1.0 0.85～4.5
0.5～1.5 18～20
【习题1-18】厂房地面的标高为±0米(见图1-58)，水塔地面的标高为+5米。水塔至厂房的输水总管是4″管，最大流量是40米3/小时。从水塔至点A处，装有闸阀2个，90°标准弯头3个，管线共长310米。从点A处至厂房顶部装设输水支管，用2″管。支管长度为22米，装有闸阀2个，90°标准弯头4个。支管末端用水处距地面的高度为15米，要求供水量不少于8米3/小时，并要求用水时水压不低于0.25大气压(表压强)。问水塔多高才能正常供水?
【习题1-19】20℃的空气从图l-59所示的焊接管道中流过，流量是5335米3/小时。总风管直径为435毫米，支风管直径为250毫米。试求在风机出口截面与管道出口截面之间的压头损失。
【习题1-20】振动喂料机的抽风装置如图1-60所示。通风机1经过旋风收尘器2将振动喂料机3中的空气抽出，在振动喂料机内维持比大气压稍低的压强(比大气压低50帕),以避免粉尘逸出。抽出的空气量是30米3/分钟，温度是20℃,含尘浓度是20克/标米3。管道直径都是300毫米。旋风收尘器筒身直径是400毫米，相对于筒身净空截面流速的局部阻力系数ζ=105。在振动喂料机与旋风收尘器之间的管道有两个90°弯头，管道长14米。收尘器与通风机之间有一个90°弯头，管道长6米。排风管长10米，排风口帽罩的局部阻力系数ζ=1.3。如果通风机的效率是75%，求通风机的功率。
【习题1-21】图1-61所示为内径等于200毫米的铸铁管道，全长1000米，输送20℃的清
水，流量为4米3/分钟。如果要将流量增加到原来的150%，而可用压头不能增加。今欲加一平行支管，管径仍为200毫米，问支管的长度应为若干? 【习题1-22】为了改善相距3千米的A、B两处的供水情况，提出了两种方案。其一是，将现有的内径150毫米的整条管道全部换用内径为200毫米的新管;另一是，将整条管道的前半段换用内径为200毫米的新管，将拆下来的旧管装在后半段，与原有的管道并联使用。在两种情况下，在最大流量之下容许的总压头损失均为15米。问哪一种方案可以得到较好的供水情况。局部阻力可以忽略。旧管的摩擦系数λ=0.04，新管的摩擦系数λ=0.032。 【习题1-23】在图1-62中，水池A、B、C水面距水平基准面的垂直高度分别为60、
45、55米。连接各水池的管道的直径分别为400、240、320毫米，长度分别为600、9
12、1120米。求流量Qa、Qb圾Qc以及在分流点J处的压头。
【习题1-24】水平环形管道如图1-63所示。从B、C处向外排出的水均为57升/秒。管段AB、AC、BC的长度均为600米，管段AB内径为203毫米(8″铸铁管)，管段AC的内径为155毫米
(6″铸铁管)，管段BC的内径为254毫米(10″铸铁管)。求各支管的流量。
【习题1-25】需要在水平管道中将煤气输送100千米的距离，输气量为5000米3/小时。煤气的平均温度为18℃，在标准状态下的密度为0.62千克/米3。管道内径为300毫米。如果管道末端的压强为1.5大气压(表压强)，试求管道起点的煤气压强。
四、管道计算
(二)
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4. 管道直径的选择 在要求达到的流量之下，流体在管道中的流速因所选用的管道直径的大小而异。随着流速的变化，压头损失也不同。在一定的流量之下，选用小直径的管道时，流速较高，阻力也跟着升高。从阻力公式可以知道;
在既定的流量之下，流体流经管道时的压头损失随着管道直径的5次方成反比。由于阻力的升高，输送流体的电耗亦随着增加。因此，为了节省输送流体时的电能，宜尽可能选用直径较大的管道。
另一方面，选用较大直径的管道时，由于管道的重量增加，势必增加管道的购置费用和安装费用。
因此，在选择管道直径时，必须权衡这两方面的得失，解决管道的操作费用和投资费用之间的矛盾，选出比较合理的管径。
另外，选择管道直径时，还要注意到流体的物理性质。对于粘度大、密度大，比较难以输送的流体，当输送量不要求很大的时候，例如润滑油、燃料油等，流速不宜过大，甚至宜在层流流态下输送。反之，对于粘度小、密度小，比较容易输送的流体，而输送量又比较大时，例如空气等流体，则流速不妨大一些。对于含有固体颗粒的流体，例如含尘气体，以及容易析出固体渣滓的流体，例如重油等，流速不能选得过低，以免固体在管道中沉积。 实际上，各种流体都有各自的比较经济的流速。表1-11中的数据可供参考。根据要求达到的流量和经济流速,就可选出管道的直径。
常 用 流 速
表1-11 情
况
常用流速 (米/秒) 情
况
常用流速 (米/秒)
压强大于5千帕的净空气管道
压强小于5千帕的冷空气管道
压强大于5千帕的热空气管道
压强小于5千帕的热空气管道
压缩空气管道
高压常温净煤气管道
低压常温净煤气管道
压强小于10大气压的氧气管道
压强为10～20大气压的氧气管道
过热蒸汽管道
9～12 6～8 5～7 3～5 30～60 8～12 5～8 70～80 30～50 35～60
饱和蒸汽管道 烟
道 高压水管 低压水管
一般生产用冷却水管 润滑油、燃料油管
液压油料管(管道内径4～100毫米，直径小宜取较低流速) 泥浆管 收尘管道
20～40 2～4 5～7 2～4 1.5～2.5 0.1～1.0 0.85～4.5
0.5～1.5 18～20
【习题1-18】厂房地面的标高为±0米(见图1-58)，水塔地面的标高为+5米。水塔至厂房的输水总管是4″管，最大流量是40米3/小时。从水塔至点A处，装有闸阀2个，90°标准弯头3个，管线共长310米。从点A处至厂房顶部装设输水支管，用2″管。支管长度为22米，装有闸阀2个，90°标准弯头4个。支管末端用水处距地面的高度为15米，要求供水量不少于8米3/小时，并要求用水时水压不低于0.25大气压(表压强)。问水塔多高才能正常供水?
【习题1-19】20℃的空气从图l-59所示的焊接管道中流过，流量是5335米3/小时。总风管直径为435毫米，支风管直径为250毫米。试求在风机出口截面与管道出口截面之间的压头损失。
【习题1-20】振动喂料机的抽风装置如图1-60所示。通风机1经过旋风收尘器2将振动喂料机3中的空气抽出，在振动喂料机内维持比大气压稍低的压强(比大气压低50帕),以避免粉尘逸出。抽出的空气量是30米3/分钟，温度是20℃,含尘浓度是20克/标米3。管道直径都是300毫米。旋风收尘器筒身直径是400毫米，相对于筒身净空截面流速的局部阻力系数ζ=105。在振动喂料机与旋风收尘器之间的管道有两个90°弯头，管道长14米。收尘器与通风机之间有一个90°弯头，管道长6米。排风管长10米，排风口帽罩的局部阻力系数ζ=1.3。如果通风机的效率是75%，求通风机的功率。
【习题1-21】图1-61所示为内径等于200毫米的铸铁管道，全长1000米，输送20℃的清
水，流量为4米3/分钟。如果要将流量增加到原来的150%，而可用压头不能增加。今欲加一平行支管，管径仍为200毫米，问支管的长度应为若干? 【习题1-22】为了改善相距3千米的A、B两处的供水情况，提出了两种方案。其一是，将现有的内径150毫米的整条管道全部换用内径为200毫米的新管;另一是，将整条管道的前半段换用内径为200毫米的新管，将拆下来的旧管装在后半段，与原有的管道并联使用。在两种情况下，在最大流量之下容许的总压头损失均为15米。问哪一种方案可以得到较好的供水情况。局部阻力可以忽略。旧管的摩擦系数λ=0.04，新管的摩擦系数λ=0.032。 【习题1-23】在图1-62中，水池A、B、C水面距水平基准面的垂直高度分别为60、
45、55米。连接各水池的管道的直径分别为400、240、320毫米，长度分别为600、9
12、1120米。求流量Qa、Qb圾Qc以及在分流点J处的压头。
【习题1-24】水平环形管道如图1-63所示。从B、C处向外排出的水均为57升/秒。管段AB、AC、BC的长度均为600米，管段AB内径为203毫米(8″铸铁管)，管段AC的内径为155毫米
(6″铸铁管)，管段BC的内径为254毫米(10″铸铁管)。求各支管的流量。
【习题1-25】需要在水平管道中将煤气输送100千米的距离，输气量为5000米3/小时。煤气的平均温度为18℃，在标准状态下的密度为0.62千克/米3。管道内径为300毫米。如果管道末端的压强为1.5大气压(表压强)，试求管道起点的煤气压强。 http:///hjichu/2008-4/3-51-p2.html
第三篇：热工基础课程总结
热工基础学习总结
摘要：本文就热工基础这门课程的学习进行了以下三方面的总结。第一：说明这门课程的研究目的和研究方法;第二：简单总结各章节的主要内容和知识框架体系;第三：从个人角度论述一下学习这门课程的心得体会及意见。
关键词：热力学
传热学
循环
正文：自然界蕴藏着丰富的能源，大部分能源是以热能的形式或者转换为热能的形式予以利用。因此，人们从自然界获得的的能源主要是热能。为了更好地直接利用热能，必须研究热量的传递规律。
1 热工基础的研究目的和研究方法
1.1 研究目的
热的利用方式主要有直接利用和间接利用两种。前者如利用热能加热、蒸煮、冶炼、供暖等直接用热量为人们服务。后者如通过个证热机把热能转化为机械能或者其他形式的能量供生产和生活使用。
能量的转换和传递是能量利用中的核心问题，而热工基础正是基于实际应用而用来研究能量传递和转换的科学。
传热学就是研究热量传递过程规律的学科，为了更好地间接利用热能，必须研究热能和其他能量形式间相互转换的规律。工程热力学就是研究热能与机械能间相互转换的规律及方法的学科。由工程热力学和传热学共同构成的热工学理论基础就是主要研究热能在工程上有效利用的规律和方法的学科。
作为一门基于实际应用而产生的学科，其最终还是要回归到实际的应用中，这样一来，就要加强对典型的热工设备的学习和掌握。
1.2研究方法
热力学的研究方法有两种：宏观研究方法和微观研究方法。宏观研究方法是以热力学第一定律和热力学第二定律等基本定律为基础，针对具体问题采用抽象、概括、理想化简化处理的方法，抽出共性，突出本质。建立合适的物理模型通过推理得出可靠和普遍适用的公式，解决热力过程中的实际问题。微观研究方法是从物质的微观基础上，应用统计学方法，将宏观物理量解释为微观量的统计平均值，从而解释热现象的本质。
传热学的研究方法主要有理论分析，数值模拟和实验研究。理论分析是依据基本定律对热传递现象进行分析，建立合适的物理模型和数学模型，用数学分析方法求解;对于难以用理论分析法求解的问题，可采用数值计算和计算机求解;对于复杂的传热学问题无法用上述两种方法求解时，必须采用实验研究方法，实验研究法是传热学最基本的研究方法。
2主要章节内容总结 2.1基本概念(热力学基础知识)
热力系统：根据某种研究目的认为地划定的研究对象。按照热力系统和外界的物质和能量交换情况进行分类。常用的热力系统有开口系统、闭口系统、绝热系统和孤立系统。
工质：实现能量转换的媒介物质。如水蒸气，液态水，空气等都是常用的工质 热力系统某一瞬间呈现的宏观物理状态称为热力学状态。用于描述工质所处状态的宏观物理量称为状态参量。基本状态参量有压力、温度和比体积。
平衡态具有确定的状态参数。准静态过程是实际过程进行的足够缓慢的极限情况。实现准静态过程的条件是推动过程进行的不平衡势差无限小。
可逆过程与准静态过程的差别就在于无耗散损失。一个可逆过程必须同时是准静态过程，但准静态过程不一定可逆。
2.2热力学第一定律
热力学第一定律阐述了能量间相互转换的数量关系。本质是能量在转换过程中守恒，但依赖于物质的形态变化。
热力学第一定律应用于闭口系统的能量方程是：QUW
热力学第一定律应用于稳流系时的能量关系式即为稳流系能量方程。其表达式也有以下几种形式，它们的使用条件也不同： (1)qhwt或QHWt(适用条件：任意工质、任何过程) (2)qh-vdp或QH1Vdp(适用条件：任意工质、可逆过程)(3)qcpT-vdp或QmcpT-1Vdp(适用条件：理想气体、可逆过程)
2.3理想气体的性质与热力性质
理想气体的状态方程的基本形式为PV=nRT 气体常数Rg是随工质而异的常数，工质一定，其值是一个确定的常数，摩尔气体常数是与工质无关的常数。
22二者的关系为：Rg=R/M 理想气体的比热容有真实比热容、平均比热容、平均比热容直线关系式及定值比热容。可根据精度要求选用。
理想气体混合物仍具有理想气体的一切特性，利用理想气体混合物的成分可以求解折合气体常数和折合摩尔质量。
在理想气体的热力过程部分主要讨论了4个典型基本过程，即定容过程、定压过程、定温过程、定熵过程以及具有一般意义的多变过程。前4种过程中总有一个状态参数保持不变;对于多变过程，则过程中所有的状态参数都在变。关于过程方程，应记住基本方程pvnconst，可认为理想气体在可逆过程中都遵循该关系式。多变指数n的取值范围为从0之间的任一实数，所以该过程方程适用于所有的可逆过程。而4种基本热力过程则是所有可逆多变过程中的几个特例，根据过程特点分别为定容过程：n=±∞，定压过程：n=0，定温过程：n=1，定熵过程：n=，所以4种基本热力过程的过程方程不需要死记硬背就可以推出。
用来压缩空气或其他气体的设备称为压气机。活塞式压气机绝热压缩耗功最多，定温压缩最少，多变压缩介于两者之间，所以应尽量减少压缩过程中的多变参数，使压缩过程更接近于定温过程。但实际的活塞式压气机的余隙容积是不可避免的，余隙容积的存在，虽然对理论耗功没有影响，但使容积效率随压力比增大而减少。为了避免单级压缩因增压比大而影响容积效率，常采用多级压缩级间冷却的方法。
2.4热力学第二定律
热力学第二定律典型的说法是克劳修斯的说法和开尔文的说法。虽然两者在表述上不同，但实质是相同的，具有等效性。
热力学第二定律的数学表达式可归纳为以下几种：
(1)卡诺定理
ηt≤ηtc , ε≤εc , ε'≤εc'
(2)克劳修斯积分不等式
δQ∮Tr≤0
(3)由克劳修斯积分不等式推出
(4)熵方程
SδQdS≥Tr= dSf
QTrSgSfSg
(5)孤立系熵增原理
SisoSg≥0
熵是非常重要的状态参数，由可逆过程熵的定义式，得可逆过程熵变的基本计算公式为
SQT
上式可用于任意物质熵变的计算。但针对不同的工质，在结合该种工质热力性质的条件下，所推出的熵变计算公式不同。
2.5实际气体的性质及热力学一般关系式
实际气体由于距液态较近，构成气体的微观粒子间的作用力不容忽略，因而不能作为理想气体处理。
实际气体偏离理想气体的程度，通常采用压缩因子或压缩系数Z表示，Z=pv/RgT，Z是状态函数，Z值与1偏离越远，越表明这时的实际气体与理想气体的偏差越大。Z值的大小取决于气体种类、温度及压力。
目前研究实际气体热力性质的方法有以下两种：
(1)利用实际气体的状态方程，状态方程种类繁多，其中范德瓦尔方程最具代表意义。目前随着状态方程精度的提高，这种方法获得相当精确的结果。但状态方程往往也很复杂，因而难以通过解析法求解。通常可利用状态方程做成图表形式，以供查看。
(2)依据对比态原理，利用压缩因子对理想气体状态方程计算的结果进行修正，这种方法突出的优点在于通用性好，适用于任何气体。由于对比态只是一个近似的原理，因而这种方法计算结果精度不高，但在气体热力性质资料缺乏的情况下，这种方法较为简便，而且一般能够满足工程中的精度要求。
对于简单可压缩系，热力学中的状态参数主要有两个独立变量。依据热力学第
一、第二定律及其参数的特性，导出了适用于任何工质的熵，热力学能和焓的一般关系式。同时提出了亥姆赫兹函数和吉布斯函数，其物理含义分别是：亥姆赫兹函数表示可逆过程外界对系统所做的膨胀功;吉布斯函数表示可逆定温过程中系统对外所做的技术功。
2.6 水蒸气和湿空气
水蒸气由液态水经汽化产生，它离液态较近;湿空气是指含有水蒸气的空气。这两种气体其性质较为复杂，因而不能作为理想气体来处理。
工业和生活中所用的水蒸气通常是在定压条件下对水加热产生的，水蒸气在定压情况下的产生过程表示在P-V图和T-S图，可概括为：一点(临界点)、两线(饱和水线和饱和蒸汽线)、三区(未饱和水区、湿蒸汽区和过热蒸汽区)及五态(未饱和水、饱和水、湿蒸气、干饱和蒸汽和过热蒸汽)。由于水蒸气复杂的热力性质，工程计算中通常采用一种简易方法，即利用水蒸气的热力性质图、表来确定其状态并进行热力过程的功量、热量的计算。
湿空气是一种由氮气、氧气等气体和水蒸气所组成的一种混合气体，其热力性质可通过一系列的概念来描述，如水蒸气的分压力、饱和压力、相对湿度、含湿量、比焓等。工业中存在两种典型的湿空气热力过程分别是冷却去湿过程和加热吸湿过程，有时可能是几种热力过程的结合。湿空气的热力计算通常也采用图表的简易算法，最常用的水蒸气热力性质图是h-d图。
2.7动力装置循环
将热能转换成机械能的设备称为热机。根据循环介质不同热机主要分为两种形式：蒸汽动力装置和气体动力装置。
实际循环都是复杂的不可逆的，为使分析简化，通常将实际循环抽象概括成可逆的理论循环，通过理论循环分析，找出影响循环效率的因素，从而获得提高热效率的有效措施。
郎肯循环是基本的蒸气动力循环，通过理论循环的热力学分析，得出提高循环的热效率主要有两种途径：一是改变循环初参数，即提高蒸气的初压、初温及降低乏汽压力;二是改变循环的方式，即采用回热、再热循环及热电联产。前者在改变参数的同时受到设备投资、运行等各种条件的限制，因此实际中通常两种途径配合采用。
活塞式内燃机循环和燃气轮机是典型的两种气体动力循环，前者根据工质不同可分为煤气机、汽油机和柴油机;根据循环方式不同又可分为混合加热循环、定压加热循环和定容加热循环。
通过柴油机的理论循环分析得出结论，提高循环的压缩比、定容增压比及降低定压预账比均可提高循环的热效率。燃气轮机也是一种以空气和燃气为工质的动力装置，通过理论循环分析可知，循环的热效率取决于循环增压比，而且随循环增压比的增大而提高，与循环增温比无关。
2.8 制冷循环
制冷循环是一种不完全逆向卡诺循环，它通过消耗机械能或外界驱动热源实现了热量从低温物体向高温物体的传递，是一种重要的热力循环。
评价制冷循环的性能指标主要是制冷系数和热力完善度。制冷系数表示循环获得的制冷量与所消耗的代价之比，热力完善度表示实际制冷循环接近于可逆卡诺循环的程度。
蒸气压缩制冷循环依靠相变潜热来制冷，单位质量制冷剂的制冷量较大，因而应用最为广泛。吸收式制冷由于不消耗电能，以热能来驱动，故在电力紧张而余热丰富的场合尤为适用。
热电制冷循环是一种利用温差热电效应的制冷方式，突出优点在于无污染、无噪音，但其效率低，故一般用于小容量小体积的场合。
热泵循环也是逆向循环，其不同于制冷循环之处在于热泵循环的目的在于向高温热源释放能量。由于热泵装置的供暖系数永远大于1，故在节能方面优于其他供热方式。但热泵循环的上限温度为被加热物体的温度，下限温度为环境温度，因而它的应用会受到一定限制。
2.9热量传递的基本方式
在物体内部或相互接触 物体表面之间，由于分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象称为热传导(简称导热)。
热对流是指由于流体的宏观运动时温度不同的流体相对位移而产生的热量传递现象。
由于物体内部微观粒子的热运动(或者说由于物体自身的温度)而使物体向外发射辐射能的现象称为热辐射。
热辐射相对于导热和对流具有以下特点：
(1)热辐射总是伴随着热能与辐射能这两种能量形式之间的相互转化。
(2)热辐射不需要中介，可以在真空中传播。 (3)物体间以热辐射的方式进行的热量传递是双向的。
2.10导热
在某一时刻t，物体内所有各点的温度分布称为温度在t时刻的温度场
在温度场中，温度沿法线方向的温度变化率(偏导数)称为温度梯度。
对于物性参数不随方向变化的各向同性物体，傅里叶定律的数学表达式为
qgratdntn
在直角坐标系中，导热微分方程式的一般表达式为
t2t2t2t2ccy2z2x
它建立了导热过程中物体的温度随时间和空间变化的函数关系。 导热微分方程和单值性条件一起构成了具体导热过程完整的数学描述。
热阻，是根据热量传递规律与电学中欧姆定律的类比得出的，“热流相当于电流，温差相当于电位差，热阻相当于电阻。根据电阻串、并联的原理，应用热阻网络图能够使计算多层物体及复合体的导热问题变得简单。但需要特别注意的是: 热阻网络分析只适用于无内热源、定壁温的一维稳态导热问题，对于其他一维稳态导热、非稳态导热及多维导热问题均不适用。
在非稳态导热问题中，物体内的温度场不仅随空间变化，而且还是时间的函数，求解方法有集总参数法、数值解法、分析解法或诺谟图法等。集总参数法是本章非稳态导热问题的重点，使用时应注意以下几点：
(1) 只有满足Bi≤0.1或BiV≤0.1M条件的非稳态导热问题，才可以用集总参数法求解;
(2)一般情况下，Bi≠BiV(只有无限大平壁相等); (3)如果用Bi作为判别条件，定型尺寸L为从绝热面到对流换热表面的垂直距离(两面换热的无限大平壁：壁厚的一半;单面换热的无限大平壁：整个壁厚;无限长圆柱体和球：半径);
(4)如果用BiV作为判别条件，定型尺寸L=V/A;
exp(BiVFoV)(5)如果用式0计算温度场，注意
BiV和FoV中L=V/A 。
计算从0到时刻通过物体传热表面传递的总热量Qτ 用以下公式
Q0Φd0hAd0hAhA0expcVd
cVhAhA01exphAcV cV01exphAcV2.11对流换热
对流传热的基本概念已经在前面介绍，这里不再重复。 影响对流传热的因素很多而又复杂，归纳起来主要有流体运动发生的原因，流体运动的状态，流体的性质及换热面的形状、位置尺寸等方面。
对流换热系数α集中反映了放热过程中的一切复杂因素，能反应对流换热的程度，但它不能简化对流换热问题的计算。
相似原理是一种能使试验布置及实验数据综合处理的理论，主要有三个核心内容。
一是物理现象相似的性质;凡是彼此相似的现象，它们的同名相似准则必定相等。这解决了实验中测量什么量的问题。 二是相似准则间的关系，物理现象中的物理量不是单个起作用的，而是由其组成的准则起作用，它解决了实验数据如何整理的问题。
三是判断相似的条件：凡同类现象，如单值条件相似，且同名准则相等，则准则必定相似，它解决了实际工程如何模拟实验，实验结果能否应用到实际工程中的问题。
2.12 辐射换热
物体对外界辐射来的热量具有吸收、反射和透射的能力。分别用吸收比、反射比和透射比反映物体相应能力的大小。黑体(α=1)、白体(ρ=1)和透明体(τ=1)都是假想的理想物体。
辐射力E： —单位时间内、单位辐射面积向其上半球空间所发射的全波长的辐射能总量(能流密度) 有效辐射J：单位时间离开单位表面的总辐射能。包括自身辐射的能量和反射辐射能量。
角系数：表面1发出的辐射能中落到表面2上的能量与表面1发出的总辐射能的比值称为表面1对表面2的角系数，记为X1, 2。同理也可定义表面2对表面1的角系数X2, 1。
在两个漫灰表面温度均匀、发射率均匀、反射率均匀、投射辐射也均匀的条件下，角系数为一个纯几何参数，它仅与物体的形状、大小、距离和位置有关。
角系数具有相对性(又称互换性);完整性和分解性。
角系数可利用角系数定义直接判断，也可用积分法、查曲线图、或代数法(利用角系数特性和已知角系数求解)等方式获得，要求重点掌握利用角系数定义直接判断、查曲线图和代数法。
热阻网络图：画辐射换热热阻网络图(热路图)的原则：对于黑体，表面热阻为0，对于灰体，表面热阻>0;任意两表面间辐射换热都有空间热阻。所以两黑体辐射换热热阻网络图只有一个空间热阻;两灰体辐射换热热阻网络图各有一个表面热阻，还有一个空间热阻(如图11.16);一个黑体和一个灰体辐射换热热阻网络图有一个空间热阻，另在灰体表面还有一个表面热阻。
遮热板：在两辐射表面之间放置黑度很小的薄板来遮挡辐射热，称为遮热板。未加遮热板时，两个物体间的辐射热阻为两个表面辐射热阻和一个空间辐射热阻。加了遮热板后，在不考虑遮热板导热热阻的情况下，将增加两个表面辐射热阻和一个空间辐射热阻(遮热板本身的导热热阻忽略不计)。因此总的辐射热阻增加，物体间的辐射传热量减少。这就是遮热板的工作原理。如果遮热板表面的性质与原辐射物体表面的性质相同，则在两块大平行平板间插入n块发射率相同的遮热板(薄金属板)时的辐射传热热流量为无遮热板时辐射传热热流量的1/(n1)。规律：遮热板黑度越小，表面热阻越大，遮热效果越好。
2.13 传热过程与换热器
实现冷热流体间热量交换的设备称为换热器，流体在换热器中所进行的传热过程往往是导热、对流、辐射换热3种方式共同作用的复合传热过程。
处理这类复合传热问题的有效方法是采用热阻分析方法，并从中找出主导换热方式。然后把次要的换热方式归纳到主导传热方式中加以考虑，或者忽略不计。
换热器种类繁多，按其工作原理，可分为混合式、蓄热式及间壁式，其中间壁式应用最为广泛。
换热器的计算方法主要有两种，即对数平均温差法和效能传热单元数法，它们既可以用于换热器的设计计算，也可以用于换热器的校验计算。
考虑到对数平均温差法用于校验时需要复杂的试算过程，相比之下，效能传热单元数法显得更为方便。
3 心得体会
通过对热工基础的学习，并与之前物理学专业课程相比较，发现一些既相通又相异的互相联系的方法和思想，这些方法和思想对于我从理科向工科的观念转变大有裨益。
第一：两者学科构建目的不同。物理学专业课程侧重在对整个物理学科整体框架的理解和构建，讲究的是理论的完整性，细节排布的紧密性，公式定理推导的严密性。是为以后从事与物理相关的工作打基础，面面俱到但不深入。有时为了引出一个定理，要做长篇的冗长的理论推导，环环相扣，缺一不可。因而对我们的数学功底，逻辑思维及性格都有很高的要求。
热工基础侧重于知识在实际工程中的应用，更看重知识整体的宏观性，并不特别在意那些在工程中作用甚微的环节，所以有的时候公式定理的推导给出并不是很连贯，要不就是由某些基础学科的结论直接给出，要不就是由实际的经验给出一些参数，至于其深层的物理原理，则不是热工基础课程要研究的内容。其典型代表就是以Bi数、Fo数、Gr数、j因子、Nu数、Pr数、Re数、St数为代表的相似准则数在传热学中对流传热中的提出和应用。我们在实际的应用中只要知其然，有时未必用知其所以然。
热工基础源于物理学，是其在工程中的综合应用，一门课程包括了力学、热学、统计物理、量子力学等课程内容。而门类界限不是那么清晰，是根据应用需要而展开的。比如在传热学的章节中，既有类似于牛顿力学得出的热传导的傅里叶定律，也有用量子力学等推导得出的热辐射规律。还有牛顿流体概念的提出，更是牛顿力学的相似利用，或者说本质就是牛顿力学，只不过是换上了传热学实用的外衣，焕发了第二春。
至于说质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律在解决热传导问题时的应用。更是将自然界放之四海而皆准的守恒律在工程中的完美应用。还有熵、火用、火无这三个典型概念的提出及应用分析，集直观性，精辟性，实用性于一身，其他如技术功、过程功更是如此。都是在理论的基础上大大地增加了其实用性。
第二：两者学科思想不同。整个物理学课程学下来，见证了一部恢宏壮丽的物理学史，每一部分都是那么的紧凑，来不得半点马虎，尤其是理论模型的建立和认识，更是凝聚了无数科学家的智慧和心血，反过来促进了物理学的发展。
热工基础课程是因其在工程中的应用而建立的，重在其用。故而就不如前者那么显得完美，感觉像拼凑在一起的。至于说理论模型更是在实际应用的基础上进行简化，有时未必真实，但是在应用上有与生俱来的优势，正是哲学上抓住主要矛盾，忽略次要矛盾的完美诠释。
根据能量和质量的流动对系统的分类过程中，现实中系统不能简单的归于某种情况(严格的说闭口系、开口系、绝热系、孤立系是不存在的)，只是根据实际过程中的弛豫时间，取其主要效果归于某个系统模型，然后用模型检验实际系统，再进行适当修正。再比如热力过程中的可逆过程，循环过程中的卡诺循环等等都是类似的情况。既是在工程应用中误差允许的范围内，对实际问题进行简化，然后进行适当修正。
然而正是根据这些定义中的理想，应用中的趋近模型和过程，制造或改进了各种动力循环装置，在现实中发挥了举足轻重的作用，大大地加速了工业革命的进程，提高了经济社会效益。
第三：两者在计算方面的要求不同。物理学课程重在公式的推导，以加强对整个学科的理解。推导过程中用到的大部分是字母形式的变量，而不是具体数值。简而言之，没有太多的涉及到具体数值的计算。最典型的就是理论力学里面问题的推导，基本上自始至终都是字母，很少涉及具体数值，有的也是为数不多的物理学常数。
而热工基础大部分计算都是以数值的直接带入计算为主，因为实际中的应用太复杂，对我们直接进行数值计算的细心程度要求很高。另外，由于实际应用的复杂，如何在复杂的应用中抓住主要的环节，进行模型的简化和近似，也是计算能力的一部分。 整体而言，热工基础对于我们的计算能力的要求还是很高的。如各种气体在各种条件下的比热容等各种性质参数，都是根据实际测量得出的，而在计算中直接带入。还有各种物质的热力学性质也是没有现成的规律可循，有的只是前人在实验基础上得出的具体近似值。还有一类是以坐标图的形式给出的。一句话，大部分的参数都要带入具体数据，算出最后所要求解的数值才有其在工程上的意义。
第四：两者用到的辅助工具不同。因为物理学课程的基础性，全面性，对我们而言，基本上一支笔一张纸，运用传统的学习方式就能将其掌握。当然还要进行一些实验的操作和学习。
而热工基础就不同了，由于实际应用的复杂，传统的一支笔一张纸已经不能满足了，必须借助计算机等大型计算工具进行模型的建立和计算。另外还要借助一些软件进行必要的模拟和计算。如热传导问题的数值解法，单相对流传热中的相似原理和量纲分析就要借助计算机软件进行建模计算。这样的例子在工程中甚为常见。
归根结底，我们学这些知识最终都要用于实际。所以我们不光要掌握书本上的原理，还要熟悉实际应用中的相关设备。如本课程涉及到的各种动力循环设备，不能只为了学而学，要为了用而学。做一个既有扎实理论基础，又善于动手，熟知各种设备内部构造的全面发展的工程型人才。
【参考文献】
热工基础(电力热力设备运行专业) 唐莉萍
中国电力出版社 2004 热工基础(大机械系列) 于秋红 北京大学出版社 2009 热工学基础(建筑设备类) 余宁
中国建筑工业出版社 2012 传热学 杨世铭 陶文栓
高等教育出版社 2012 工程热力学 沈维道 童钧耕
高等教育出版社 2012
第四篇：热工测试技术试题及答案
一、填空
1.仪表的灵敏度越高则(C)
A.测量精确度越高B.测量精确度越低
C.测量精确度越不能确定D.仪表的 线性度越好
2.造成测压仪表静态变差的因素是(B)
A.弹性模量B.弹性迟滞
C.材料的泊松比D.温度特性
3.请指出下列误差属于系统误差的是(C)
A.测量系统突发故障造成的误差
B.读书错误造成的误差
C.电子电位差计滑线电阻的磨损造成的误差
D.仪表内部存在摩擦和间隙等不规则变化造成的误差
4.用光学温度计测量物体温度，其示值(B)
A.不受测量距离的影响B.是被测物体的亮度温度
C.不受被测物体表面光谱发射率的影响 D.不受反射光影响
5.仪表的灵敏度越高则(C)
A.测量精度越高B.测量精度越低
C.测量精度不确定D.仪表的线性度越好
6.表征仪表读书精密性的指标是(C)
A.灵敏度B.线性度
C.分辨率D.准确度
7.用金属材料测温热电阻下列说法正确的是(D)
A.金属材料的密度盐碱对测温越有利B.金属材料的强度越高对测温越有利
C.金属合金材料掺杂越均匀对测温越有利 D.金属纯度越高对测温越有利
8.热电阻测温采用“三线制”接法其目的在于(C)
A.使回路电阻为定值B.获得线性刻度
C.消除连接导线电阻造成附加误差 D.使工作电流为定值
9.标准节流件的直径比β越小，则 (D)
A.流量测量越准确B.流量的压力损失越小
C.要求水平直管段越长D.流量的压力损失越小
10.涡流流量输出______信号(B)
A.模拟B.数字C.电流D.电压
11. 将被测压差差换成电信号的设备是(C)
A.平衡容器B.脉冲管路C.压差变送器D.显示器
12.过失误差处理方法通常为(B)
A.示值修正法B.直接别除法
C.参数校正法D.不处理
13.欲用多根热电偶测量某房间内平均温度，一般采用什么的热电偶布置方式(A)
A.并联B.反接
C.串联D.以上都不对
14.下列关于热电偶均质导体定律下列说法错误的(D)
A.热电极必须采用均质材料
B.只能用两种不同材料的均质导体构成热电偶
C.热电势与热电极温度分布无关
D.热电势与热电极的截面积有关
15.热力学温度的符号是B
A.KB.TC.tD.℃
16.准确度最高的热电偶是(A)
A.S型B.K型C.J型D.E型
17.现有以下几种测温装置，在测汽轮机轴瓦温度时，最好选用(C)
A镍铬一镍硅热电偶B.充气压力式温度计C.铂热电阻D.铜—铜镍热电
偶
18.有一铂铑10一铂热电偶，设其E(300℃，500℃)为X，E (500℃，250℃)为)
Y , E (250℃，0℃)为z，则(C)
A.X=Y=zB.X=Y≠zC. X≠Y≠zD.X≠Y=z
19.被测量为脉动压力时，所选压力表的量程应为被测量值的(C)
A.1.5倍B.1倍C. 2倍D.2.5倍
20.用热电偶测量o℃以上的温度时，若与二次表相连接补偿导线极性接反，将
使指示值(C)
A.偏高B.正常C.偏低D.以上都不对
21.有一热电阻为一次元件的测温仪表.其示值比实际值偏低或指示不稳定，可能原因(A)
A.接线盒的接线端处有尘土或铁屑
B.电阻元件电阻丝断
C.电阻元件的连接导线短路
D.电阻元件的连接导线断路
二、填空
1、为使测量结果正确，要求测试系统有足够的灵敏度，线性度，滞后差要尽可能小
2、测试系统的动态特性是一种衡量系统动态响应的指标
3、压力的测量方法有两种力学测量方法、电学测量方法
4、电阻应变片按其结构形式分为粘贴式和非粘贴式
5、常见的温度补偿法自补偿法和桥路补偿法
6、温度计分为两类接触式测温和非接触式测温
7、电阻温度计的最主要优点是稳定，灵敏具有较高的测温准度
8比较适宜制作热电阻材料的主要有铂，镍，铜
9、三线补偿法是消除连接热电阻的导线电阻的一种常用方法
10、动态，气动，化学因素为热电阻的电偶测温的个性问题，与气流的流态，物理属性变化有关
11、温度场测试技术又称温度场显示技术
12、光机扫描方式有两种方式，即物扫描 和像扫描
13、热电阻温度计是通过测定热电阻的电阻值来推算温度的
14、测量热电阻的电阻值常常采用不平衡电桥、自动平衡电桥
15、热电阻的结构形式很多，一般由感温元件，绝缘管，保护管，接线盒四个部分组成
16、(辐射)就是由电磁波来传递能量的过程
17、热成像系统可分为 光机扫描 和 非光机电扫描 两种类型
18、平行光影仪可分为投射式 和 非投射式 两种
19、探针流速计用于测量 气体流速
20、双光速光路 是目前激光测速中应用最广泛的光路形式
三、简答题
1、热工测试技术的测量手段有哪几种?
答：○1力学测量手段○2电学测量手段 ○3光学测量手段
2、液体压力计的基本测量原理是什么?
答：利用工作液柱所产生的压力与被测压力平衡，根据液柱高度差来进行压力测量的仪器
3、简要描述一下热力学第零定律
答：如果两个热力学系统中的每一个都与三个热力学系统处于热平衡，则它们也必定处于热平衡
4、压阻效应现象是什么?
答：硅、锗等半导体材料受到外力作用而产生应力时，其电阻率随应力的改变而改变的现象
5、简述测量系统的动态特性?
答：测量系统的动态特性是一种衡量测量系统动态响应的指标。表示被测对象随时间的快速变化时测量系统的输出指示值是否能迅速准确的随被测物理量的变化而变化，从而达到准确测量的目的
6、热工测试技术测量手段中，光学测量手段有什么优点?
答：○1非接触测量 ○2动态实时测量 ○3场的测量 ○4可视化技术
7、简述静态标定的目的是什么?
答：静态标定的目的是确定传感器或测压系统的静态特性指标，即确定灵敏度、线性度、重复性及迟滞误差等
8、较为成熟的测温方法有哪些?
答：有 ○1利用物理热胀冷缩的物理性质测量温度 ○2利用物体的热电效应测量物体的温度
3利用物体的导电率随温度的变化而变化的物理性质测量温度 ○4利用物体的○
辐射强度随温度变化而变化的物理现象测量物体温度
9、热电阻温度计测量中应注意什么问题?
答：○1不应有附加电阻 ○2用电阻温度计本身的电阻——温度关系推算温度
10、目前常见的温度测量变换有哪几类?
答：○1温度的力学测量方法 ○2温度的电学测量方法 ○3温度的光学测量方法
11、电阻应变片的基本工作原理是什么?
答：利用电阻应变片测量压力时，被测压力直接作用在电阻应变片内的弹性敏感元件上，弹性敏感元件产生变形，变形导致弹性敏感元件上的电阻应变丝产生应变从而改变应变丝的电阻值，将电阻应变片组成电桥电路，电桥输出与输入的压力成一定关系的电信号，记录电信号从而达到测压的目的
12、温度测量的光学方法有哪些?
答：○1基于热辐射原理的测温技术 ○2利用不均匀的流场折射率变化的测温技术 ○3高温气体谱线变换技术 ○4全息干涉法测量技术
四、综述题
1.测量系统中系统误差、随机误差和粗大误差的来源?消除或减小这些误差的方法。
答：产生原因：主要由测量仪器、测量方法及环境条件所引起。消除方法：校准法。随机误差指用同一仪器，当以同样仔细程度，在认为相同的条件下，对同一个不变的量重复地进行多次测量时，每次测得的值都不完全一致，都有或大或小或正或负的误差。可以通过增加测量次数，通过概率分析来降低随即误差。粗大误差：指个别数值特别大或小的误差。引起原因：工作疏忽或外界的突发干扰造成。因此必须剔除。(1)根据专业知识进行判断;(2)根据准则进行判断，例如肖维勒准则。
2.动态信号测量仪器实现不失真测量的条件?对于二阶测量仪器有什么要求?答：不失真的条件为：仪器对不同频率的正弦波，输出—输入幅值比保持不变，即幅频特性曲线是一与横轴平行的直线;仪器对不同频率的正弦波，时间延迟一样，即相频特性曲线是一通过原点并具有负斜率的直线。对二阶系统的要求为：阻尼比为0.6到0.8，自然频率大于测量频率的3到5倍。
3.简述高温气体温度测量的误差来源与消除措施。
答：(1)辐射误差：由于测量端与环境之间的辐射换热，引起测量端温度Tj偏离气流有效温度 Tg的误差，通过加遮热罩，采用低黑度传感器、增强对流换热来降低。(2)速度误差：气流速度较大时，在温度传感器测点上动温不能完全滞止造成测得的是有效温度而不是总温。通过测量传感器的实际复温系数或采用总温热电偶。(3)导热误差：由于测量端与传感器安装座之间的温差，使得测量端沿热电极及支杆导热而造成的测量误差。通过增加传感器的长径比，提高安装座
温度，增强对流换热来降低。(4)动态响应误差：由于热电偶本身具有热惯性，所以热电偶测量端温度Tj的变化不但在时间上滞后于Tg的变化，而且在量值上也将偏离Tg，其偏差(Tg-Tj)即为热电偶的动态响应误差。通过选用时间常数较小的热电偶来降低。
4.简述压阻式压力传感器的工作原理。
答：压电式压力传感器是利用压电效应工作的，压电效应：一些电介质材料在一定方向上受到外力作用时，其表面会出现正电荷和负电荷。当外力去掉后，它们又重新回到不带电状态。能产生压电效应的材料称为压电材料。Q = KF，K为压电系数。利用压电材料的压电效应把压力信号转换为电信号，以达到测量压力的目的。
5.简述中间温度定律，指出其在实际测量中的应用。
答：在热电偶回路中，如果两个热电极都经过同一个中间温度tn，则热电偶测量的总热电势等于该热电偶的测量端温度t与中间温度tn之间的热电势与中间温度tn与参考端温度t0的热电势的和。在实际测量中：若参考端温度和分度表参考温度不一致，可以在测量得热电势的基础上附加参考端温度与分度表参考温度的热电势，得到与分度表参考温度一致的热电势，通过查表得到测量温度。可以采用和热电偶热电特性在某一个温度范围内一致的其他材料来代替贵重热电偶。
6.什么是热电偶的连接导线，在实际测温中如何应用。
答：在一定温度范围内，其热电特性与被连接的热电偶的热电特性相接近的连接导线，称为该热电偶的补偿导线。实际应用中可以将热电偶参考端从温度波动的地方(tn)延伸到温度稳定的地方(t0)。节省贵金属材料
7.简述采用激光多普勒法测量气流速度的原理。
答：若一粒运动着的微小颗粒穿过一束激光，只有当颗粒的运动速度垂直于入射激光的传播方向时，它所感知的激光波长(频率)才与入射激光本身的波长(频率)相等。若速度v在光的传播方向的投影与光速c同向时，微粒感知的波长就偏长，反之则偏短。通过探测反射光的频率就可以测量气流的速度。
8.简述热电偶的测温原理。
答：热电偶是由两种不同材料的导体构成的回路，两种材料的连接点若处于不同的温度，则该回路可以产生热电势，该热电势包括温差电势(一种材料两端温度不同造成)和接触电势(两种材料的结合处)，热电势的大小只取决构成热电偶的两种材料和两种材料的两个连接点处的温度。所以固定一个连接点的温度，就可以得到另外一个连接点的温度和热电偶回路热电势的关系，从而实现温度测量。
9.在实验中有哪些测量方法?直接测量与间接测量有哪些不同之处?
答：有直接测量、间接测量、组合测量法。区别：直接测量，使被测量直接与选用的标准比较，或用测量仪器直接测量，从而直接求出被测量数值。间接测量，通过直接测量与被测量有某种确定函数关系的其它各个变量，然后将所测量值代入函数关系进而计算，从而得到测量数值。
第五篇：基础生物化学学习总结
生物化学是研究生命有机体的化学组成、维持生命活动的各种化学变化及其相互联系的科学，即研究生命活动化学本质的学科。生物化学是运用化学的原理和方法，研究生物体的物质组成和遵循化学规律所发生的一系列化学变化，进而深入揭示生命现象本质的一门学科，有生命的化学之称。生物化学是现代生物学的基础，它与许多学科交叉渗透，是生命科学发展的支柱。因此，奠定坚实的生物化学基础已成为多种学科科技工作者的共同需要。我们身为林产化工专业的学生，自然要踏实掌握好并学会运用生物化学的知识。
通过这学期对生物化学的学习，我知道了核酸、蛋白质、酶、糖类、脂类是几大主要研究物质，不仅要熟知并理解它们的种类、概念、结构、性质以及化学合成反应，还要学习其分解代谢，氧化途径、酶促降解、生物合成等等，这些都是我们要熟练掌握的知识点。然而生物化学这门课，相对于我们理工科学生所学的其他课程来说，是需要比较多时间去背诵记忆的。我想这对于我们来说是很大一个难点。生化里面囊括的知识点很多，也许这就得靠我们自己去总结归纳，去理解背诵。但这些内容并非一朝一夕所能理解吸收的，无论哪门课程，都是需要时间去好好学习，都是厚积薄发、循序渐进的过程。而且就像老师所说，我们学习生物化学，不只是为了应付结课的这一次考试，更是要理解这些知识，掌握这些知识，并能将其很好地运用到以后的学习和实践当中。而且对于我们林产化工专业来说，我认为生物化学这门课的学习是不可或缺的。
说到这门课的学习，还记得刚开课时老师有让我们写下自己的安排计划，当时我是这样写的：课前仔细预习，课堂上认真听讲，课后好好复习。现在看来这样的计划是有点理想化，其他的课业作业活动一多起来，就根本没有时间完成计划。也许我是在为自己找借口，总之到了最后的学习状况与一开始的预想有很大的出入，这是很不该的。到了现在最后的复习阶段，之前的就不懊恼了，只想着好好复习，希望能在期末取得一个好成绩。
最后是在老师的教学上，李老师是个很认真负责的老师。虽然刚开始作业比较多，但老师也是希望我们能熟悉课本并学会归纳总结。虽然我们怨声载道，但在现在的复习阶段，当时所做的那些总结给我们带来很大的方便，也使我们形成了一种良好的学习思维，更有助于复习。老师也给我们提供了很多方便记忆的生化背诵顺口溜，能让我们更快的理解知识。而且老师还有给我们提供一个公共邮箱，里面有很多的学习资料和相关知识，都能给我们的学习带来很大的帮助。不过在课堂上，还是希望老师以后在讲课中能给我们多提供些条理帮助我们疏通思路，并能结合一些实际言传身教让我们更好理解内容，并且还可以从多个角度探讨问题能够让我们理解更透彻学得更精通。不过李老师还是教给了我们很多知识，也给我们带来了一学期这么精彩的生物化学课堂，在此表示对老师的感谢。