汽车工程学院《工程热力学》第一学期期末考试试卷测试题及参考答案

1、第第 页共7页4处于寂态的系统所交换热量的火用值为零。V）5房间温度升高会使冰箱的制冷系数降低、耗电量增大。（V）6不管是否采用中间冷却，多级压缩都可少消耗功量。（X）7稳定状态稳定流动过程中工质的质量流量保持不变。（V）8绝热节流前后工质的焓值不变，所以绝热节流并不能造成能质下降。（X）9在水蒸气的h-s图上，湿蒸汽区的等压线与等温线重合。（V）0向刚性绝热容器缓慢充入理想气体时，容器内气体温度要升高。（V）三、简答题（每题6分，共30分）1在空气定压比热测定实验中为什么要测入口空气压力？用什么测压计测量的？所测相对压力是表压力还是真空度？答：要用测得的入口空气温度、压力及体积流量算出质量流

2、量。用u型管压力计测得表压力。2.一个门窗敞开的房间，若室内空气的压力不变而温度升高了，问室内空气的总热力学能怎样变化？比热力学能又怎样变化？答：室内空气的总热力学能不变，比热力学能增加。3画出具有一定过热度和过冷度的蒸汽压缩制冷系统的p-h图，并说明各个过程是在哪个设备中完成的。答：1-2过程在压气机中完成；2-3过程在冷凝器中完成；3-4过程在节流阀中完成；4-1过程在蒸发器中完成。画出活塞式内燃机混合加热循环的p-v图及T-s图，并写出压缩比、压力升高比及预胀比的定义表达式。vS=1，V2V比的定义表达式。vS=1，V2VP=4P2V3并说明过程并说明过程在湿空气的h-d图上表示饱和湿空

3、气的加热过程,中湿空气的焓抵含湿量d及相对湿度0如何变化？答：湿空气的加热过程中焓h增加，含湿量d不变，相对湿度0减小。四、计算题(三道题共50分)1.(10分)Airat100kPaand280Kiscompressedsteadilyto600kPaand400K.Themassflowrateoftheairis0.02kg/s,andaheatlossof16kJ/kgoccursduringtheprocess.Assumingthechangesinkineticandpotentialenergiesarenegligible,determinethenecessarypower

4、inputtothecompressor.Solution：雇=)+)QWMAe=0(SSSF)ThenQ-W+EfEf=0(5分)sfifeW=Q+HHsie=mqc(TT.)pei5分)=0.02x161.004x(400280)5分)=2.73kW2.(15分)1kg温度为27C的空气在可逆定容下被加热到27C，试计算空气的热力学能的变化，熵值变化及火用值变化。已知环境温度7C、压力0.1MP&TOC o 1-5 h z解：A=cA=0.716x(22727)=143.2kJkgJ(5分)TAs=cv*二=0.716ln=0.366kJj(kgK)(5分)T1A=A+p0AtA143.2

5、300 x0.366=33.4kJkgJ(5分)(25分)空气在一个缩放喷管中不可逆绝热流动。若已知入口压力为MPa温度为330K,流速c1可忽略不计，喷管的绝热效率为.95背压为0.lMPa环境温度为300Ko确定出口截面上的温度,与流速c2；判定一下空气在喷管最小截面是否达到临界状态？若在喷管最小截面已经达到临界状态仍按喷管绝热效率为0.95计算，则临界温度与临界压力是多少？计算1kg空气在该流动过程中产生的熵产及火用损。解(1)按题意：心0,故入口状态可看作是该定熵流动的滞止状态。出口压力P2=PB=0.1Mpak0.11.41T2广T1(P2)k=330 x()1.4=222.1K2s

6、1p0.41第第8页共7页21c因n=2cN_2C2s2T-Tc2=12c2则实际出口温度T2=T1-1N(T1-T2s)5分）5分）=330-0.95x(330-222.1)=227.5Kc=：2c(T-T)=2x1004x(330-227.5)=453.7m/s2p12或c2k22百R(T1-T=2xRx287.1x(330227.5)=453.9m/s5分）2）出口音速a21.4x287.1x227.5=302.4m/sM=2=453.7=152a302.42空气从入口状态变化到超音速，在最小截面上必定已经达到临界状态。22T=T（）=330 xcr1)=275K1.4+15分）若n=N则可逆定熵临界温度Tcr,s=T-T1-T-r=330-330-275=272.1K=1N0.95272.1)k/(k-1)=0.4x()1.4/0.4=0.204MPa330Tp=p(cr,scr1T1也可根据背压小于临界压力，判定在最小截面上必定已经达到临界状态TP(3