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压力为0.045×10Pa的饱和水蒸气在管外凝结。若管束在竖直方向上共20排，叉排布置，求管束的平均换热系数。
39．平行放置的两块钢板，温度分别保持500℃和20℃，黑度均为0.8，钢板尺寸比二钢板间的距离大得多。求二板的辐射力、有效辐射、投入辐射以及它们之间的辐射换热量。
42．求下列情况下的角系数X1,2(见图5-66)
(a)等腰三角形深孔300℃的底面1（长200mm）对200℃的腰侧面2（顶角25°），见图5-66(a)； (b)半球空腔曲面1对底面的四分之一缺口2，见图5-66(b)； 25o5
(c)边长为a的正方体盒的内表面1对直径为a的内切球面2，见图5-66(c)； (d)二平行平面1、2，见图5-66(d)； (e)二无限长方柱体，见图5-66(e)。 300℃12212-缺口3
1
0.1m
(a) 等腰三角形深孔截面 (b)半球空腔 (c)下正方体盒0.1m和内切球
2m120.1m0.1m0.1m0.1m
(d) 二平行平面 (e)二无限长方柱
图5-66 0.1m0.2m0.3m1
43．试确定图5-57所示图形的角系数X1,2：
8m2 (a)二平行平板 (b)二垂直平板
图5-67
47．用单层遮热罩抽气式热电偶测量一设备中的气流温度。已知设备内壁温度为90℃，热接点与遮热罩表面黑度均为0.6，气体对热接点及遮热罩的换热系
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管道tw数分别为40及25W/(m·℃t=180℃时，热电偶的指示值为tf)。当气流真实温度l1 , F1 , ε1f l3 , F3 , ε3多少？
遮热罩2
图5-69
48．有一块厚金属板上钻了一个直径为d =2cm的不穿透的小孔，孔深h =4cm，锥顶角为90°，如图5-70所示。设孔的表面黑度为0.6，整个金属块处于500℃的温度下，试确定从孔口向外界辐射的能量。
h 图5-70
六．换热器及其热计算习题：P166
3．蒸汽管道的内外直径各为200mm和216mm，为减少热损失，管外包以120mm的硅藻土石棉灰，其导热系数为0.1W/（m·℃）；蒸汽温度为300℃，绝热层外的空气温度为25℃，钢管的导热系数为46.5W/（m·℃）,内外表面的换热系数各为516W/（m2·℃）和9.9 W/（m2·℃）,试求单位管长的热损失和内外表面的温度。
9．一壳管式换热器的换热面由内、外径分别为13mm、16mm的铜管组成。
??25℃、出口水温t2???30℃。管外空气横向管内水的流速为1m/s。进口水温t2??100℃、t1???60℃。流动，在最窄处气流速度为5 m/s。空气进、出口温度为t1在该壳管式换热器中，壳侧单相介质横向流动换热的准则方程式为 ：
Nuf?0.25Re0f.6Prf0.33，污垢热阻可取R =
0.000 8m2·K/W（按管子外表面计算）。若换热器的热负荷Q =10 000W，试求下列各项：
① 管内对流换热系数； ② 管外对流换热系数； ③ 传热系数；
④ 平均温差（温差修正系数ψ可取为1）； ⑤ 传热面积。
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七．热力循环与主要热工设备习题：P185
3．某蒸汽动力循环装置为朗肯循环。蒸汽的初压为p1=3.0MPa，背压p2
=0.005MPa，若初温分别为300℃和500℃，试求蒸汽在不同初温下的循环热效率?t及蒸汽的终态干度x。
2
p324T45311．一混合加热理想内燃机循环，工质视为空气，已知p1=0.1MPa，t1=50℃，
ε =v1/v2=15，λ = p3/ p2=1.8，ρ = v4/v3=1.3（参看图7-15），比热容为定值。试求51在此循环中单位质量工质的吸热量，净功量和热效率。 12vs
图7-15
14．某蒸气压缩制冷循环如图7-22所示。制冷剂为氨，蒸发器出口氨的温度为t3=-15℃，干度x3 =0.95，在冷凝器中冷凝后的氨为饱和液，温度t1=25℃，试求：
T4c① 蒸发器中氨的压力和冷凝器中氨的压力； ② 循环的制冷量qL，循环净功w0和制冷系数ε；
2104kJ/h3，氨的流量为多大？ ③ 若该装置的制冷能力为QL=42×1s
图7-22
热工基础习题思考题与思维扩展题
思考题
第一章 热能转换的基本概念
1．闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？
2．有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。对不对，为什么？
3．平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系？
第二章 热力学基本定律 2.1热力学第一定律
1．刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A中存有高压空气，B中保持真空，如图所
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示。若将隔板抽去，分析容器中空气的热力学能如何变化？若隔板上有一小孔，气体泄漏入B中，分析A、B两部分压力相同时A、B两部分气体的热力学能如何变化？
隔板 A B
2．热力学第一定律的能量方程式是否可写成
的形式，为什么？
q??u?pv
q2?q1?(u2?u1)?(w2?w1)
2.2 热力学第二定律
1．热力学第二定律能否表达为：“机械能可以全部变为热能，而热能不可能全部变为机械能。”这种说法有什么不妥当？
2．自发过程是不可逆过程，非自发过程必为可逆过程，这一说法是否正确？ 3．下述说法是否有错误：
⑴ 循环净功Wnet愈大则循环热效率愈高；
⑵ 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率；
⑶ 可逆循环的热效率都相等，4．下述说法是否正确：
⑴ 熵增大的过程必定为吸热过程； ⑵ 熵减小的过程必为放热过程； ⑶ 定熵过程必为可逆绝热过程。 5．下述说法是否有错误：
⑴ 熵增大的过程必为不可逆过程；
⑵ 使系统熵增大的过程必为不可逆过程； ⑶ 熵产Sg>0的过程必为不可逆过程； ⑷ 不可逆过程的熵变△S无法计算。
?t?1?T2T1。
第三章 理想气体性质及其热力过程
1．怎样正确看待“理想气体”这个概念？在进行实际计算时如何决定是否可采用理想气体的一些公式？
2．为什么工质的热力学能、焓、熵为零的基准可以任选？理想气体的热力学能或焓的参照状态通常选定哪个或哪些个状态参数值？对理想气体的熵又如何？
3．试判断下列各说法是否正确： ⑴ 气体吸热后熵一定增大； ⑵ 气体吸热后温度一定升高； ⑶ 气体吸热后热力学能一定升高； ⑷ 气体膨胀时一定对外作功； ⑸ 气体压缩时一定耗功。 4．在定容过程和定压过程中，气体的热量可根据过程中气体的比热容乘以温差来计算。定温过程气体的温度不变，在定温膨胀过程中是否需对气体加入热量？如果加入的话应如何计算？
5．试判断下列各种说法是否正确：
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⑴ 定容过程即无膨胀（或压缩）功的过程； ⑵ 绝热过程即定熵过程； ⑶ 多变过程即任意过程。
第四章 水蒸气和湿空气
1．水的三相点的状态参数是不是唯一确定的？三相点与临界点有什么差异？
2．水在定压汽化过程中温度维持不变，因此有人认为过程中热量等于膨胀功，即q=w，对不对？为什么？
3．为何阴雨天晒衣服不易干，而晴天则容易干？
4．为何冬季人在室外呼出的气是白色雾状？冬季室内有供暖装置时，为什么会感到空气干燥？用火炉取暖时经常在火炉上放一壶水，目的何在？
5．刚性容器内湿空气温度保持不变而充入干空气，问容器内湿空气的?、d、pv如何变化？
第五章 热量传递的基本定律
1． 试举出生活中或生产实践中的一二件热量传递过程的实例来说明热传导、热对流和热辐
射等热量传递等基本方式的特点。
2． 在保温暖瓶中，热由热水经过双层瓶胆传导瓶外的空气及环境，试分析在这个传热过程
中包含哪些传热基本方式和基本过程并判断暖瓶保温的关键在哪里？
3． 对于如图所示的两种水平夹层（a）和（b），夹层
中充满液体，试分析它们的冷、热传热表面热量交换的方式有何不同？哪种夹层能维持单纯的导热？
4． 采暖房间的玻璃窗有两种设计，一种是单层玻璃
窗，另一种是双层玻璃窗，试分析这两种情况下通过玻璃的传热过程包含哪些基本方式和基本过程？并且说明哪种设计保暖效果好。
5． 用热电偶测量流过一通道的高温气流的温度，热电
偶结点放置在通道的中心处，通道的外壁面受到冷却，试分析热电偶结点表面上发生哪些热量传递过程？并且指出热电偶的指示温度是小于、等于还是大于高温气流的真实温度？ 6． 从传热角度出发，冬季采暖用的采暖器（如暖气片）
和夏季用的空调器应放置在室内什么高度最合适？
7． 试举出实例说明热阻的串联和并联。
8． 一根金属导线通电后发热，试画出它周围空间的等温面（线）分布，并标明温度梯度和
热流方向（不考虑对流换热和辐射换热）。 9． 根据傅立叶定律，q的大小正比于导热系数?，已知一块处于一维稳态导热（无内热源）
下的平壁，其???0(1?bt)，试分析判断此导热过程的q是否随?变化？说明理由。 10．怎样说明速度边界层与温度边界层厚度之比与普朗特准则Pr有关？
11．热扩散率a和导热系数?对表面传热系数h的影响有何不同？ 12．热辐射和其他形式的电磁波相比，有何相同点，有何区别？ 13．为什么物体的吸收率还与外界条件有关？
14．试解析粗糙表面的黑度为什么会比光滑表面的大？
15．在什么条件下物体的表面黑度?与吸收率?相等，什么情况下不相等？这是否违背了
基尔霍夫定律？