工程热力学考试题 精编1 (5).pdf

一 填空 每空 2 分 共 34 分 1 孤立系与外界既无 能量 交换 又无 质量 交换 2 表压力为 Pg 当时当地大气压力为 Pamb 则绝对压力 P Pg Pamb 3 技术功Wt的定义是由三项能量组成 据此技术功Wt的定义式可表示为 Wt m C2 2 mg z WS 4 关系式 Q U PdV 适用于 可逆 过程 5 通用气体常数Rm的数值与单位分别为 8314 3 J kmol K 通用气体常数Rm与气体常 数R之间的关系式为 R Rm M 6 定压过程的多变指数 n 0 7 卡诺定理指出 两个热源间工作的一切可逆循环的循环热效率均 相等 而且该效率 与工质的性质 无关 8 温度为T的热源 放出的热量为Q 环境温度为T0 其有效能为 Q 1 T0 T 无效能为 Q T0 T 9 水蒸汽的一点两线三区五态中 两线指的是 饱和水 线与 干饱和蒸汽 线 10 流体流速等于当地音速时 所处的状态称作 临界流动状态 11 未饱和湿空气中水蒸汽处于 过热蒸汽 状态 二 说明下列说法正确或错误的原因 每题 2 分 共 8 分 1 热力系与外界在没有能量交换和质量交换的情况下其状态不会发生变化 在该条件下 系统处于平衡态时 其状态就不会发生变化 若处于非平衡态时 其状态 就会发生变化 最终变为平衡状态 2 不可逆过程的熵变化量无法计算 熵是一个状态量 因此可通过与之初终状态相同的可逆过程进行计算 3 不可逆循环的熵增大于零 完成不可逆循环的热力学系统 由于其初终态为同一状态所以熵增为零 4 蒸汽动力循环采用再热后 一定会提高循环热效率与汽耗率 蒸汽动力循环采用再热后 循环尽功增大 所以汽耗率降低 三 计算与画图 58 分 1 在 P V 图与 T S 图上 从同一点出发 画出理想气体的四个典型热力过程曲线 再在这 两个参数坐标图中画出一条多变过程曲线 气体在该过程中既膨胀又放热 并指出该过 程多变指数的数值范围 每图 3 分 n 值 2 分 共 8 分 P T n k v s 2 画出两级抽汽回热循环的设备系统图与T S图 写出循环热效率 汽耗率 及两级抽汽 率关于各点焓的计算式 每图 5 分 每式 2 分 共 18 分 如果该循环的锅炉出口压力为 4MPa 出口温度为 400 两级抽汽压力分别为 0 8MPa 0 1MPa 汽轮机排汽压力为 0 005MPa 求各点的焓 7 分 1 T 1 A 5 A 2 4 B B 3 3 2 5 4 S t 1 1 A B h2 h3 h1 h5 d 3600 h1 h5 1 A B h2 h3 A h5 h4 hA h4 B 1 A h4 h3 hB h3 h1 3215kJ kg hA 2820kJ kg hB 2472kJ kg h2 2065kJ kg h3 137 72kJ kg h4 417 52kJ kg h5 721 2kJ kg 3 水蒸汽流经渐缩喷管 其出口面积为 30cm2 入口参数为P1 0 98MPa t1 300 喷管 的背压为PB 0 588MPa 速度系数为 0 95 入口流速忽略不计 求 喷管出口焓 出口 流速 出口比容及流量 并在h s图上表示出该过程 15 分 Pcr 0 546 P1 0 535 Mpa PB P2 PB 2 分 由图可得 h1 3040kJ kg h2 2920 kJ kg 2 分 C2 2 h1 h2 489 898 0 95 465 4 m s 2 分 由h2 h2 C 2 2 2 11 7kJ kg h2 2931 7kJ kg 可查得v2 0 39 m3 kg 3 分 qm A2 C2 v2 3 58kg s h 1 T1 2 分 p2 2 2 s 4 分 4 将 2kg的空气从初态P1 0 15MPa T1 300K经可逆绝热压缩过程 压缩到初态容积的 1 4 求该过程的容积功 内能与焓的增量 空气的定容比热取 717 J kg K 气体常数取 287J kg K 10 分 V1 mRT1 P1 1 148m3 V2 V1 4 0 287m3 2 分 T 2 V1 V2 k 1 T 1 522 33K