南京工业大学工程热力学试题.pdf

南京工业大学 工程热力学 试题 A闭 卷 2009 -2010 学年第 2 学期 使用班级 控制工程 0703-0704 姓名 学号 班级 一判断下列各题是否正确回答对与不对并简述理由20 分每题 2 分 1绝热系统是既无质量交换又无能量交换的热力系统 2用 20的蒸汽缓慢加热 0的冰使其融化为 0的水其过程为准 静态过程 3热力学第一定律的能量方程式可写成pvuq 4开口系统中随工质压力的升高系统输出的技术功为正值 5迈耶公式 gvp Rcc也适用于高压水蒸气 6 对于理想气体的任何一种过程)( 12 ttcuq v 和)( 12 ttchq p 都适用 7水的汽化潜热是不随压力变化的常数 8工质经过不可逆循环 0,0 r T q ds 9压气机的余隙容积不会使产气量下降但生产单位千克高压气体的耗 功量增加 10循环净功 net W愈大则循环热效率愈高。 二简答题共 20 分 1写出稳流开口系统能量方程式技术功的组成及表达式体积功、技术 功和流动功三者的关系。 6 分 2理想气体的定义3 分 3某一理性气体从初态 11, p T经过一不可逆过程后到达终态 22, p T 写出其熵变公式。 3 分 4试将满足以下要求的热力过程表示在 P-V 图和 T-S 图上要求画出四个 基本过程 工质放热、降温且升压过程。 4 分 5. 有一个由一台热机、高低温热源、功源等组成的孤立系统热机的高 温热源1000 H TK低温热源300 L TK工质从高温热源吸收 1000kJ 的热量对外输出 600kJ 的功求此孤立系统的熵增。 4 分 三计算题15 分 2kg 空气从初态为1 .0 1 pMPa27 1 t 经过 2 级压缩 中间冷却系统后 压力提高到 2.5MPa。若空气进入两级气缸的温度相同且各级压缩过程的多变 指数均为 1.3空气的)/(287.0KkgkJRg。求1最佳的中间压力2各 级排气压力3生产 2kg 质量的压缩空气所消耗的理论功4各级气缸的 排气温度 四计算题15 分 某内燃机进行的是狄塞尔循环定压加热理想循 环 已知压缩比定压预涨比工质为空气 求 1画出sT 图 2推导循环热效率。 五计算题15 分 有一朗肯蒸汽动力循环蒸汽进汽轮机的压力为17 1 pMPa蒸汽温度 550 1 t汽轮机排汽压力5 2 pkPa。请将循环表示在 T-s 图上求 1 公斤蒸 汽 1在锅炉中的吸热量 2输出功 T w 3水泵耗功 p w 4冷凝器中 的放热量 5该循环热效率 t 2 1 3 4 P v 六计算题15 分 设工质在 1000K 的恒温热源和 300K 的恒温冷源间工作工质从热源吸热和 向冷源放热都存在 50K 的温差。 1计算循环热效率 2设环境温度 280K 求热源每供给 1000kJ 热量时两处不可逆传热的有用能损失 I1和 I2及总 有用能损失。 南京工业大学 工程热力学 试题 A 卷 答案 2009 -2010 学年第 2 学期 使用班级 控制工程 0703-0704 一判断下列各题是否正确回答对与不对并简述理由20 分每题 2 分 1绝热系统是既无质量交换又无能量交换的热力系统 答错。无热量交换 2用 20的蒸汽缓慢加热 0的冰使其融化为 0的水其过程为准 静态过程 答错。有限温差传热非准静态过程。 3热力学第一定律的能量方程式可写成pvuq 答错。wuq 4开口系统中随工质压力的升高系统输出的技术功为正值 答错。技术功为负 5迈耶公式 gvp Rcc也适用于高压水蒸气 答错。高压水蒸气不是理想气体不适用。 6 对于理想气体的任何一种过程)( 12 ttcuq v 和)( 12 ttchq p 都适用 答错。两公式分别适用于定容过程和定压过程。 7水的汽化潜热是不随压力变化的常数 答错。水的汽化潜热随压力的升高而减小。 8工质经过不可逆循环 0,0 r T q ds 答错。 0,0 r T q ds 9压气机的余隙容积不会使产气量下降但生产单位千克高压气体的耗 功量增加 答错。产气量下降单位耗功不变。 10循环净功 net W愈大则循环热效率愈高。 答错。 net W不仅与循环热效率有关还与吸热量有关。 二简答题 共 20 分 1写出稳流开口系统能量方程式技术功的组成及表达式体积功、技术 功和流动功三者的关系。 6 分 答 t whq i f t wzg c w 2 2 )(pvww t 2理想气体的定义3 分 答 1忽略气体分子本身的体积 2不考虑分子之间的作用力 3 分子之间为弹性碰幢。当实际气体比体积趋于无穷大压力趋近于零时 可看成理想气体。 3某一理性气体从初态 11, p T经过一不可逆过程后到达终态 22, p T 写出其熵变公式。 3 分 答 1 2 1 2 lnln p p R T T cs gp 4试将满足以下要求的热力过程表示在 P-V 图和 T-S 图上要求画出四个 基本过程 工质放热、降温且升压过程。 4 分 5. 有一个由一台热机、高低温热源、功源等组成的孤立系统热机的高 温热源1000 H TK低温热源300 L TK工质从高温热源吸收 1000kJ 的热量对外输出 600kJ 的功求此孤立系统的熵增。 4 分 答 KkJ T wq T q ssss LH iso /333.0 300 400 1000 1000 0 11 321 三计算题15 分 2kg 空气从初态为1 .0 1 p MPa27 1 t经过 2 级压缩中间冷却系统 后压力提高到 2.5MPa。若空气进入两级气缸的温度相同且各级压缩过程的 多变指数均为 1.3求1最佳的中间压力2各级排气压力3生产 2kg 质量的压缩空气所消耗的理论功4各级气缸的排气温度 答5 1 .0 5 .2 1 3 p p 5 .0 2 pMPa KTTTn n 4 .434)17327(5 3 .1 13 .1 1 1 23 kJTR n n mmW n n gg 6715287.0300 13 .1 3 .1 221 1 1 3 .1 3 .01 1 四计算题15 分 某内燃机进行的是狄塞尔循环 定压加热理想循环 已知压缩比 定压预涨比 工质为空气 求1 画出sT 图 2推导循环热效率。 答 1 T S 1 24 3 2吸热量 132p qcTT 2 1 3 4 P v 放热量 241v qcTT 循环净功 012 wqq 循环热效率 4 1 1 0241 1132 3 2 2 1 11 1 tp T T TwqTT qqk TTT kT T 1- 因为 2314 ss 34 21 lnln pv TT cc TT 34 21 k TT TT 所以 34 1 12 1 3 2 3 2 2 2 11 11 1 1 k tp TT T TTT T kTT kT T T 将 1 12 1 21 1 k k Tv Tv 33 22 Tv Tv 带入上式得到 1 11 1 1 k tp k k 五计算题15 分 有一朗肯蒸汽动力循环蒸汽进汽轮机的压力为17 1 pMPa蒸汽温度 550 1 t汽轮机排汽压力5 2 pkPa。请将循环表示在 T-s 图上求 1 公斤蒸 汽 1在锅炉中的吸热量 2输出功 T w 3水泵耗功 p w 4冷凝器中 的放热量 5该循环热效率 t 答kgkJh/3426 1 kgkJh/5 .1963 2 kgkJh/72.137 3 kgkJvppwp/06.17)( 321 kgkJhhwT/1448 21 kgkJhhq/22.3271 411 kgkJhhq/78.1825 322 4419.0 1 q ww pT t 六计算题15 分 设工质在 1000K 的恒温热源和 300K 的恒温冷源间工作工质从热源吸热和 向冷源放热都存在 50K 的温差。 1计算循环热效率 2设环境温度 280K 求热源每供给 1000kJ 热量时两处不可逆传热的有用能损失 I1和 I2及总 有用能损失。 答KT950501000 1 KT35050300 2 6316.01 1 2 T T t kJqq