9-5 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 tw1 600 ?C 、tw2 500 ?C 、tw3 250 ?C 及 tw4 50 ?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 R1 :R2 : R3 2:5:4

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: V2 V1( p1 ) 1.2 1 ( 1 ) 1.2 1.78m3

p2 0.5

过程中系统对外所作的功为:

9-6 热电厂有一外径为 100 mm的过热蒸汽管道(钢管),用热导率为 0.04 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 160 W,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 d2 173.3mm

所以保温层厚度为 l (d2 d1) 36.65mm