大学《工程热力学》试卷B及答案.docx

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1、大学本科生考试试卷课程名称：工程热力学一、判断题：（总分30分，每题2分）1 .孤立系统的燧与能量都是守恒的。（）2 .孤立系统达到平衡时总烯达极大值。（）3 .在管道内定端流动过程中，各点的滞止参数都相同。（）4 .不可逆绝热稳态流动系统中，系统的烯的变化ASsys=Oo（）5 .气体在充分膨胀的渐缩渐扩喷管的渐扩段（df0）中，流速大于当地音速。（）6 .规定三相点水蒸汽的内能为零，燧也为零。（）27 .理想气体燧的计算式由可逆过程=jbq/T得出，故只适用范围可逆过程。I（）8 .两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。（）9 .绝热节流前后其焰不变，所以温度也不变。（）10

2、 .在蒸汽压缩式制冷循环中，所选用的致冷剂液体比热越小，那么节流过程引起的损失就越小。（）11 .任何不可逆过程工质的焙总是增加的，而任何可逆过程工质的烯总是不变的。（）12 .梅耶公式CPG=R也能适用于变比热的理想气体。（）13 .蒸发是发生于液体表面的汽化现象；沸腾是发生于液体内部的汽化现象。（）14 .卡诺循环的热效率仅取决于其热和冷源的温度，而与工质的性质无关。（）15 .在相同热源和在相同冷源之间的一切热机，无论采用什么工质，他们的热效率均相等。（）二、图示题：（总分17分）1 .定质量理想气体经历由四个可逆过程组成的循环，1-2为可逆绝热过程；2-3为多变过程；3-4为可逆绝热过

3、程；4T为定容过程。试求:（1）填充表内所缺数据。（2）将该循环表示在p-V图及T-s图上。（3）判断是热机还是制冷机，并求出k或.o过程QkJUkJWKJ1-20470.72-3547.3164.23-404-1-209.602 .在湿空气的焰湿图上表示出A点所对应的露点温度（t.）湿球温度（U）,含湿量（d）,并将AB的绝热加湿过程示意性地表示出来。三.简答题：（总分15分，每题5分）1 .工作在恒温热源间的两个可逆热机串联运行，第一个热机排出的能量进入第二个热机，假定第一个热机的效率比第二个热机高20%,最高和最低的恒温热源温度分别为I（MM）K和300K,求第一个热机的排气温度是多少？

4、2 .画图分析新蒸汽参数和汽轮机出口背压对基本朗肯循环的热效率有和影响？3 .柴油机的热效率一般比汽油机高，其主要原因是什么？四、计算题：（总分38分）1. m=1.5kg某种定比热理想气体（气体常数R=240J（kgK）,绝热指数k=1.4）初始温度T1=470K,经定容过程其熔变AH=490kJ;试求该过程的热量Q,内能的变化AU,燃的变化AS。2 .某发电厂采用蒸汽动力循环（简单朗肯循环），蒸汽以p=4MPa,r1=450oC的初态进入汽轮机，汽轮机的内效率为=0.8,凝汽器中凝结温度为3（C,忽略泵功。已知环境温度为250C。（15分）从水蒸气图表查得：p1=4MPa,t=450C,h

5、=2835.6。1kg,s=6355。/kg.Kp=4MP4,4=250.33C,=1087.5/Zg,/=2799.4/Zgf=30.0C,2=4.241IkPayh=125.66kJ/kg,h=2555.9kJ/kgs=0.4365AJ/kg.K,s=8.4537U/kg.K试求：（1）循环热效率（2）汽轮机出口的干度，熔和燧（3）在T-S图上画出循环各过程，并画出汽轮机的用损失。3 .用氮气作工质的勃雷登实际循环，压气机入口状态是400kPa,44,增压比为3,燃气轮机入口温度是710oC,压气机效率=85%,燃气轮机的效率为=90%O当输出功率为59kW时，氮气的质量流率为多少kg/s

6、?氨气k=1.6670大学本科生考试试卷答案课程名称：工程热力学一、判断题：15：XJJXJ610：JXXXJ1115：二、图示题：1.解：过程QkjUkjWKJ1-20470.7-470.72-3547.3383.1164.23-40-644.2644.24-1-209.6-209.602.解:t300=-三、简答题：1 .答：ZI=Ie11000又由题意%=1.272,联立求得T=508.3K2 .答：（1）蒸汽初温如图所示，维持蒸汽初压国和乏汽终压国不变，而将净高到目MJ平均吸热温度提高，但平均放热温度不变，因此提高了热效率。从图67的曲线也可明显看出，提高初温可提高循环热效率。初温对朗

7、肯循环影响汽初温提高还可以使乏汽的干度增大，对汽轮机的安全工作有利。此外蒸汽初温提高也使单位质量工质的循环净功增大，因此，汽耗率降低，对整个装置的经济性有利。目前，由于金属材料耐热性能限制，一般初温取在600上下。(2)蒸汽初压如图所示，维持蒸汽初温便口终压囱不变，将国提高到囱，比较两个朗肯循环12341和12341。两个循环的平均放热温度国相等，等于终压囱对应的饱和温度，但循环12,34,的平均吸热温度亘比循环12341的平均吸热温度同高，因此初压较高的循环1234T热效率较高。初压对朗肯循环影响单纯提高初压力，虽可使热效率提高，但同时也会造成汽轮机出口蒸汽干度下降，蒸汽干度过低将危及汽轮机

8、安全运行，故工程上要求乏汽干度不低于85%88%.(3)乏汽压力维持蒸汽初参数目、即变，降低乏汽压力国，如图所示，则平均吸热温度仅稍有下降，而平均放热温度却明显下降，因此热效率将提高。但是乏汽压力囱的选择取决冷凝器内冷却流体的温度，一般冷却流体是自然界中的水。因此,降低囱受制于环境介质的温度。终压对朗肯循环影响综上所述，提高蒸汽的初参数目、住可以提高循环的热效率，因而，现代蒸汽动力装置朝着高参数的方向发展，但提高初参数目前还受到材料性能的限制；降低乏汽压力可以提高热效率，但降低乏汽压力受环境温度的制约。运行中保持冷凝器中良好的真空状态，对保持装置高效率有重要意义。3 .答：在进气状态相同、循环

9、最高压力和最高温度相同的条件下，定压加热理想循环的热效率最高，混合加热理想循环次之，而定容加热理想循环最低。因此，在内燃机的热强度和机械强度受到限制的情况下，柴油机（定压加热理想循环或混合加热理想循环）的效率一般比汽油机（定容加热理想循环）高。四、计算题：1解：由AH=WCpW-G得T2=-+Ti=-49：)，+470=858.89Kme。1,5x-2401.4-1=f+,其中W=O(定容过程)，故有Q=AU=mcv(T2-T1)=.5240X(858.89-470)=350.00IVAS=m(cvIn+RIn)=mcvIn-=1.5!X240In=&89_542.627/KvT8vi,T1.

10、4-14702.解:(1)t=Az,=28356185307=o.363,2-2.2835.6-125.66=oi1=0.80.363=0.290(2)由(二弓=30,J2=51=6355kJ!(kgK),s=0.4365AJ/(依K),s=8.4537J0K),近=xs+(I-X)S得x=0.7108h2=xht,+(-x)h,=1853.07ZIkgh2ac1=2+(1-%)(%z2)=1853.07+(1-0.8)X(2835.6-1853.07)=2049.58。/kgX2aa=0.7917h2ac,-hi2049.58-125.66h2,-h2,2555.9-125.663.解：己知P2=400女尸a,T1=317K,7；=983K,=R=3,%=85%,%.=90%PxP2=Pi=兀PI=1200ZPa,pi=p4=400kPak-i/0.6677；=7；卫=317x3两=492.0OK(PA1!0-667=983(gJ*7=633.36K=gp(4_，()=564.76V/kg“7IeP59丁564.76=0.1045依/s