大连海事大学工程热力学考研真题

共/页第/页共/页第/页题号：/M0乙大连海事大学1999年研究生招生试题科 目：工程热力学 J适用方向，彳6％儿3出L——、简要回答下列问题(每题5分，计40分).何为热力学状态参数？判断一个参数是否是热力学状态参数的充要条件是什么？写出常用的热力学状态参数，并将其按尺度量和强度量分类..气体和蒸气在喷管中可逆绝热流动时必须满足哪些基本规律？如何决定喷管的截面变化规律？渐缩喷管为何不能获得超音速气流？如背压低于临界压力，则斯堵喷管出口处的流动参数如何变化？.在T-s图上表示出理想气体任意两状态间的内能变化量.•盾的变化量以及二者的差值..在p-v图和T-s图上将满足下列要求的多变过程表示出来，并指出多变指数n值的范围：⑴工质放热.睇胀;⑵工质膨胀、升压;⑶工质吸热、压缩.升温;(4)工质放热、降温，升压。.利用T-s图分析蒸汽的初终状态参数对朗肯循环桃效率的彩响..抽气回热循环，由于推出蒸汽，减少了作功，为什么还能提高循环热效率呢？绘出二次回热循环的T-s图，并给出热效率计算公式..利用T-S图分别在下列条件下分析比较内燃机三种理想循环的热效率：(1)在压缩比，压缩起始点，加热量相同时；(2)在循环最高压力.压缩起始点、加热量相同时；(3)在循环最高压力.压缩起始点.循环最高温度相同时.8.对制冷剂的热力学要求有哪些？吸收制冷装置与热气压缩制冷装置的主要区别是什么？二、回答下列问题侬题10分，计2分)1.1kg空气在多变过程中吸收41.87U的热量时，将使其容积增大为原来的10倍，而压力降低为原来的八分之一.求：(】)过程中空气的内能变化量；(2)空气对外所作的膨胀功及技术功.2有人声称设计了一整套热设备，可将65C热水的20%变成100C的高温水，其余的80%热水由于将热量传给温度为15c的大气，最终水温也降到15P.你认为这种方案在热力学原理上能不能实现？为什么？如能实)现，那么65P热水变成100P高温水的极限比率为多少？ ；II.一台两级压缩活塞式压气机装置，每小时吸入720”的空气，空气参数为p1=lbar、I】=16C,并将它压缩到a=76打.设两气缸的可逆多变］压缩过程的多变指数相同，n»1.25＞且要求中间压力值最佳，中间冷却・最充分.若压气机转数为600〃min.求：(1)按压气机耗功量为最小值，确定其中间压力；(2)各气缸的容积及出口温度；(3)压气机的总耗功率..一台多级压缩中间冷却的往复式空气压络机与一台中间冷却髭组成一开口系统.此中间冷却器为水冷式，也用于冷却压缩机的气缸，进水温度为294K,出水温度为3UK,流量为136.Ikg/h，比热为4.19kJ/(kg-K).空气流量816.43kg/h,进气温度944.25K,进气压力0.1035MPa＞排气|温度1273K,排气压力L0345MPa.试求压缩机的功率.［不计中间冷却i器对外界的散热，比热均按定值计算) k.某理想气体动力循环由下列过程组成：1-2为绝热压缩过程，初始温度|为1，压缩比为£；2-3为定压加热过程，〃=2/；3-4为定温膨胀过;程，％=不；47为定容放热过程.试： -(1)绘出循环的P-V图及T-S图； j(2)证明循环热效率为：〃”「干一^丁丁万一不：2(^-17r)ln＜/2J(3)若”8,£=1.4,求相同温度范围内卡诺循环热效率..某蒸汽压缩制冷循环.制冷量&二冷藏室温度，产TC,冷！却水温度£广5r：,试按下列条件计算制冷循环消耗的最小功盘.(1)供给循环的冷却水是无限量的；(2)供给循环的冷却水最大流量为而2=1他:h;(3)以给循环的冷却水最大流量为而g"1凶。枪〃，制冷剂进入冷凝器时是干饱和蒸汽，离开时•是饱和液体；⑷除满足⑶外,要求蒸发器与冷藏室、冷凝器与一——最小温差为12V;(5)除满足⑷外，要求用绝热节泣淘比代售可逆绝热影胀机，这时冷却水的出口温度为5。C.共共1页第1页题号：404大连海事大学2000年研究生招生试题科目：工程热力学适用方向：一、解释下列概念（每题2分，共20分）.可逆过程.热力学平衡态.热力学第一定律.理想气体.卡诺定理.制冷系数.湿蒸汽的干度.焦耳-汤姆逊效应.压缩机的容积效率.相对湿度二、简要回答下列问题（每题5分，共50分）.何为膨胀功、流动功、轴功和技术功？四者之间有何区别与联系？.一绝热刚体容器，用隔板分成两部分，左边贮有高压气体，右边为真空。抽去隔板时，气体立即充满整个容器。问工质内能、温度将如何变化？如该刚体容器为绝对导热的，则工质内能、温度又如何变化？.对准静态膨胀过程来说，当吸热率（正值）一定时，随着容积膨胀率的增大，过程指数是增大还是减小？其极限值是什么？.系统在相同的高温热源和低温热源之间，先后完成两个正循环。已知其中一个循环是可逆的，另一个是不可逆的。试问：（D这两个循环对系统产生的影响有无不同？（2）对外界产生的影响有无不同？（3）原则上怎样判别哪一个循环是可逆的？.零下10C的空气中为什么还含有水蒸汽？这些水蒸汽为何不冻成冰呢？.在背压偏离设计工况时，对渐缩喷管和缩放喷管的渐缩部分内的流动情况的影响有何不同？.分别利用T-s图分析比较在压缩比、压缩起始点、加热量一定时和在循环最高压力、压缩起始点、加热量一定时，内燃机三种理想循环的热效率。.利用p-h图分析说明影响蒸气压缩制冷循环制冷系数的主要因素。.解释降雾、结露、结霜现象，并说明它们发生的条件。.何为湿空气？分析湿空气问题时，为什么不用每单位质量湿空气而用每单位质量干空气作为计量单位？三、计算题(共30分).(10分)一绝热活塞可在绝热气缸中无摩擦地自由运动。活塞左右两侧各装有某种理想气体,容积分别为匕=匕=0.02加，温度分别为。=25C,压力分别为Pi=p；= .现对左侧的气体加热，使活塞慢慢向右侧移动，直到右侧的气体压力升至p2=0.2MPa。若绝热指数2=1.4,试求:⑴右侧气体的终温1及终容积匕；(2)对右侧气体所作的压缩功-⑶左侧气体的终温G及终-容积匕。.(10分)可逆卡诺循环1・2・3<・1如图所示。已知f|=600C,G=300C，循环吸热量Q=3000kJ,求：(1)循环作功量；(2)冷源吸热量及冷源燧增量；(3)如果由于不可逆使系统的焰增加0.2%,T2求冷源多吸收多少热量？循环少作多少功？3.(10分)内燃机定容加热循环的初始状态为P「0.1MPa、八=25C。压缩比e=g,对每千克工质加入的热量为%=780%g,工质视为空气。试计算：(1)循环最高压力和循环最高温度;•(2)循环热效率；(3)循环净功量。共共1页第1页题号：404大连海事大学2001年研究生招生试题科目，工程热力学适用方向：轮机工程一、解释下列概念（每题2分，共20分）.热力学平衡态.内能.卡诺定理.热效率.湿蒸汽的干度.焦耳-汤姆逊效应.压缩机的容积效率.蒸汽动力装置的汽耗率.相对湿度.露点,二、简要回答下列问题（每题5分，共40分）1.何为热力学状态参数?判断一个参数是否是热力学状态参数的充分与必要条件是什么？写出常用的热力学状态参数，并将其按尺度量和强度量分类。2,对准静态膨胀过程来说，当吸热率（正值）一定时，随着容积膨胀率的增大，过程指数是增大还是减小？其极限值是什么？试利用P-v图及T-s图分析。3,就压缩过程来说，若摩擦引起的不可逆性相同，实际的绝热压缩与放热压缩（包括等温压缩）相比，何者从能量利用的角度看更为合理？为什么？4.系统在相同的高温热源和低温热源之间，先后完成两个正循环。已知其中一个循环是可逆的，另一个是不可逆的。试问：（1）这两个循环对系统产生的影响有无不同？（2）对外界产生的影响有无不同？（3）原则上怎样判别哪一个循环是可逆的？5,渐缩喷管为何不能获得超音速气流?如背压低于临界压力，则渐缩喷管出口处的流动参数如何变化？ '曰七如6分别利用T-s图分析比较在压缩比、压缩起始点、加热量一定时；在具有相同的压缩起始点、最高压力、最高温度，内燃机三种理想循环的热效率。7.解释降雾、结露、结霜现象，并说明它们发生的条件。8自然界中一切过程都是不可逆过程，那么研究可逆过程又有什么意义呢？三、计算题（共40分）（12分）一绝热活塞可在刚性容器内无摩擦地自由运动。活塞左右两侧装有空气，容积均为o.02m3,温度均为23C,压力均为0.lMPa<,现对左侧的气体加热，使活塞慢慢向右侧移动,右侧气体绝热，直到右侧的气体压力升至0.2MPa0试求：⑴右侧气体的终温及终容积：⑵对右侧气体所作的压缩功；⑶左侧气体的终温及终容积；⑷过程中对系统的供热量。（10分）一可逆发动机与三个温度分别为100K、150K和200K的恒温热源组成一联合循环。已知该发动机从200K的热源吸收1257kJ的热量，并对外做了209kJ的功。试求：（1）该发动机与另两个热源热交换的数量和方向；⑵各热源端的变化；⑶此联合循环嫡的变化，并说明燧变化的原因。（10分）以R12为制冷剂的制冷装置，其制冷量Q=41686kj/h。制冷循环的工作条件是：冷凝温度为30C,过冷度为5C，蒸发温度为T5C，压缩机的吸气温度为-5'Co试写出：⑴在p-h图上画出确定各状态点的方法，（2）单位质量制冷量的计算公式；⑶每小时制冷剂的循环量的计算公式；（4）制冷剂在冷凝器中每小时的放热量的计算公式；⑸压缩机每小时消耗的理论功和功率的计算公式；⑹制冷系数的计算公式。 卬（8分）一燃气轮机装置实际循环，压气机压缩空气从0/MPa,22-C,到0.6MPa；燃气轮机入口温度为800C,压气机绝热效率7=0.9,燃气轮机相对内效率为名,=0.85。工质可视为理想气体的空气，k=1.4,且为常量。求循环热效率。题号：卜 共/页第一页大连海事大学"以年研究生招生试题科目一用热力।於〉适用方向:监报）代.0；一、名词解寿（每题2分，共20分）11.准涉态过程：2.温度的热力学定义3.理想气体：4.卡诺定理.嬉产.压缩机的容积效率.供热系数.蒸汽动力装置的汽耗率.9.相对湿度10.露点二、问答及作图题（每题6分，共4«分）.试根据水蒸气的h-s图，确定压力P下的汽化潜热.已知压力=P时，两个湿蒸汽状态下的钻值和干度（hl.h2.7.x2）..封闭系统热力学第一定律的三个数学表达式：办=d〃+孑w,dq^du+pdv,右=4打+。6的适用范围有何不同？3・久体在气缸内把从外界吸收的热量和本身内能的减少二者转换为对外界做膨张功,试利用p-v图或T-s图确定该过程多变指数n的数值范围.・利用p-h图分析说明影响蒸气压缩制冷循环制冷系数的主要因素。.分别利用T-s图分析比较在压缩比.压缩起始点、加热量一定时；在具有相同的压缩起始点.最高压力,最高温度和在循环最高压力.压缩起始点，加热量一定时，内燃机三种理想循环的热效率. 一.写出根据湿空气的干球温度和湿球温度确定湿空气的相对湿度，露点和含澧量的方法，并利用湿空气的h-d图加以说明..设喷管进口处气流的压力和温度分别为8和Tl,出口处的压力为P2,若流动为绝热流动，试在T-S图上用面积表示出由于过程的不可逆性造成的能量损失。.在分析动力循环时，许多实际存在的不可逆因素都暂且不考虑，这种方法是否脱典实际？其结论有何实用价值和指导意义？三、计算题（共32分）（10分）一可逆发动机与三个温度分别为I00K、150K和200K的恒温热源组成一联合循环。已知该发动机从200K的热源吸收1257kJ的热量，并对外做了209KJ的功.试求：（1）与另两个热源热交换的鞅量和方向：（2）各热源徜的变化：（3）此联合循环礴的变化.（12分）如图所示，1kg氯气分别经过定温膨胀和绝热膨胀的热力过程，从初态pi=10MPa,tiFOOGC,膨胀到终态的比容相同，且在绝热过程中终温5=0C.求：在不同过程中然气的终压Pi、PL，对外界所做的功和交换的热量以及过程中内能、培及炳的变化量.（设氮气喙=L038k〃（粒.K），K=0.2965（物式\左=14）（10分）一热机用来带动热泵，热机和热泵排出的热量均被用来带动加热建筑物暖气散热器的循环水，热机的效率为27%，热泵性能系数为4。试计算输给循环水的热量与输给热机的热量之比。并简要对结果加以讨论。

题号，413大连海事大学2003年研究生招生试题科目：工程热力学和传热学适用专业：轮机工程一、名词解释（每题2分，共20分）6平衡移动原理7傅立叶定律6平衡移动原理7傅立叶定律8灰体9集总参数法10传热有效度，共40分）2特征函数3卡诺定理4分压力5压缩机的容积效率二、判断并简要说明理由（每题451工质吸热后必膨胀2饱和湿空气中的水蒸气处于饱和状态，未饱和湿空气中的水蒸气处于未饱和状态。3既然能量是守恒的,就没有什么能量损失• I4沸腾状态的水总是烫手的. i5对于一渐扩型管道，当进口流速为亚音速时，可使气流压力升高.6提高初温和降低终态压力均可提高朗肯循环的热效率。7在大气压下将同样的两滴水滴在表面温度分别为120C和400C的锅上，120C锅上的水先被烧干。8当采用加肋片增强管式换热器传热能力时，最有效的方法是肋片应加在管外侧。9当外径为cl,的管道采取保温措施时，应当选用临界热绝缘直径4为4〉d2的材料.10对流换热微分方程式对层流和紊流的对流换热都适用.三、简答题（每题6分，共48分）1试利用P-V图证明两条绝热线不能相交。2如图所示为理想气体的压缩过程1-2,当该过程为可逆时，它是吸热过程还是放热过程？该过程与不可逆绝热压缩过程1-2比较，哪一过程消耗的功较大？为什么，大多少？3利用T-s图分析比较在具有相同的压缩起始点、最高压力、最高温度时，内燃机三种理想循环的热效率。4试分析当水蒸气分压力不变时，相对湿度、落点和含湿量3个参数随温度升高的变化情况.5热量传递有哪三种基本方式？它们传递热量的机理如何？自然界是否存在单一的热量传递方式？试举例说明.★所有试题答案一律答在答题纸上，答在试卷上无效。

6写出下列准则的表达式，并注明各量的物理意义：Fo、Nu、Gr7两块大平板中间放置第三块平板，可起到减少辐射换热的作用，故称第三块板为遮热板。问：(1)遮热板的位置移动，不在正中间，遮热效果是否受影响？(2)如果遮热板两表面的发射率不同，板的朝向会不会影响遮热效果？(3)如果遮热板是有一定厚度的非金属板，与金属遮热板比较，其遮热效果可能有怎样的变化？8热管内空气没有抽净为何严重影响传热？四、计算题(共42分)1(12分)温度为800K,压力为5.5MPa的燃气进入燃气轮机，在燃气轮机内绝热膨胀后流出燃气轮机。在燃气轮机出口处测的两组数据，一组压力为LOMPa,温度为485K,另一组压力为0.7MPa,温度为495K.试问哪一组数据是正确的？此过程是否可逆？若不可：逆，其作功能力损失为多少？并将作功能力损失表示在T-s图上.(燃气的性质按空气处理，空气 k)，Cp=L004%1g.k［环境温度To=3OOK)2(12分)一具有中间冷却器的两级压缩机，吸入空气的温度是27C，压力是0.IMPa,压气机将空气压缩到P3=L6MPa.压气机的生产量为360kg/min,两级压气机压缩过程均按.n=l.3进行.若两级压气机进气温度相同，且以压气机耗功最少为条件。试：TOC\o"1-5"\h\z(1)求空气在低压缸中被压缩所达到的压力P2; i(2)求压气机所耗总功率； L(3)求空气在级间冷却器所放出的热量， I(4)画出过程图，并在图上表示该机较单级压缩至相同压力(相同多变指数)所省的［功. ?3(8分)野外工作者常用纸制容器烧水.设厚为0.2mm的纸的导热系数为0.9%^k)，水在大气压力下沸腾，水侧沸鸣换热表面传热系数为2400也 •容器用H0(rc的火焰加热，火焰与纸面的表面传热系数为95。若纸的耐火温度为加热，火焰与纸面的表面传热系数为95。若纸的耐火温度为200C。试证明该纸K)制容器能耐火。4(10分)在一逆流式水一水换热器中，进口温度为1003出口温度为80C,管外冷却水进口温度为20C、出口温度为70C,总传热量为350kW,共有53根内径为16jmd,厚为1mm的管子。管壁的导热系数为1mm的管子。管壁的导热系数为,管外流体的对流换热系数为，管内流体的对流换热系数为600。%",k)，管内流体为一个流程，试确定所需每根管子的长度.题号：413,大连海事大学2004年硕士研究生招生考试试题考试科目：工程热力学.••若用专业：轮机工程 ’考生须知：L所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上无效； •.2、考生不得在答题纸上作与答题内容无关的标记，否则试卷作废. 共2.页第1页共20分）2共20分）2技术功4湿蒸汽的干度6压缩因子8盖斯定律10期1热力学平衡态3对应态原理5焦耳-汤姆逊效应7露点9燃烧热二、判断并简述（每小题4分，共40分）1环境温度恒定，若放置在恒温环境中的压力容器的压力表读数也不变，则说明容器中所装工质的质量也不变.2嫡增过程即为不可逆过程.3定温、定容的化学反应热力过程中，其压力必定保持恒定。4湿空气的相对湿度越大，空气中水蒸汽的含量越大.5工质进行了一个吸热、升温、压力下降的多变过程，则多变指数为：0<n<1。，6实际蒸汽动力装置采用回热后每公斤工质作功量减少.7若渐缩喷管出口饿面的参数不变，背压提高，则喷管流量下降。8制冷装置的制冷系数越大，则制冷量越大.9白于胆气力小丁是普遍适用于任意工质的，饱和水在定压下汽化变为干饱和蒸汽时,温度不变，因此，方"—力=Cp刀x0=0=幽/4/0=0。10理想气体不可能进行吸热而降温的过程.三、简述题（每小题6分，共48分）1某房间由一打开的窗户与大气相通，现通过加热使室内空气的温度由5C升高到25c.试问在这一加热期间，室内空气的总热力学能将发生什么样的变化，为什么？

题号：413共2页第2题号：4132试利用p-v图证明两条绝热线不能相交.3试分析当水蒸气分压力不变时，相对湿度、露点和含姿量3个参数随温度升高的变化情况；4促使工质流速改变的条件是什么？简述它们的作用.5利用T・s图分析比较在具有相同的压缩起始点、最高压力、最高温度.时,内燃机三种理想循环的热效率。6利月p-h图分析说明影响蒸气压缩制冷循环制冷系数的主要因素.7范德瓦尔方程的精度不高，但在实际气体状态方程的协究中地位却很高，为什么？8随着燃烧反应系统温度的提高，燃烧过程的化学然烧损失是增大还是减少？为什么？四、计算题（共42分）1（12分）有人设计了以台热机，工质分别从温度为800K和500K的两个高温热源吸热1500kJ和500kJ,以300K的环境为冷源.,（1）要求热?作出循环净功lOOOkJ,问该循环能否实现？（2）求最大翁环净功.2（15分）一封闭的气缸如图4-3所示，有一无摩擦的绝热活塞位于气缸中间，两边分别充以氮气和氧气，初态均为Pl=2MPa,t产270c.若气缸总容积为1000cm3,活塞体积忽略不计，缸壁是绝热的，仅在氧气一端面上可以交换热量.现向氧气加热使其压力升高到4MPa,试求所需热量及终态温度.3（15分）空气在某压缩机中被绝热压缩.压缩前空气的参数为p^O.098MPa,t】=25C,压缩后空气的参数为p^O.588MPa,t2=240*C,设比热为定值。（1）求此压缩过程是否可逆？为什么？（2）求压缩1kg空气所消耗的轴功；（3）如压缩为可逆等温的，求压缩1kg空气所消耗的轴功.

题号：413大连海事大学2005年硕士研究生招生考试试题考试科目：工程热力学适用专业：轮机工程考生须知：1、所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上无效；2、考生不得在答题上作与答题内容无关的标记，否则试卷作废.巽3比第f董一、简答题（每题7分，共105分）1、有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系统不可能是绝热系。对不对，为什么？2、刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A中存有高压空气，B中保持真空,如图1所示。若将隔板抽去，分析容器中空气的热力学能和温度如何变图1 图23、如图2所示T-s图上任意可逆过程1-2的热量如何表示？理想气体1和2状态间的热力学能变化量、培变化量如何表示？4、试判断下列各种说法是否正确，并解释原因：（1）吸热过程即升温过程；（2）嫡增大的过程必为不可逆过程；（3）多变过程即任意过程。5、试证明热力学第二定律各种说法的等效性：若开尔文说法不成立，则克劳修斯说法也不成立。6、什么叫对应态原理？为什么要引入对应态原理？什么是对比参数？7、水定压气化过程经过哪些状态？对刚性密闭容器中的汽水混合物加热，题号：413 考试科目：工程热力学 共3页第2页是否最终将全部变为蒸气？为什么？8、改变气流速度起主要作用的是通道的形状，还是气流本身的状态变化？9、如果由于应用气缸冷却水套以及其他冷却方法，气体在压气机气缸中已经能够按定温过程进行压缩，这时是否还需要采用分级压缩？为什么？10、内燃机定容加热理想循环和燃气轮机装置定压加热理想循环的热效率分।

别为7=1-士T和7=1--上7。若两者初态相同，压缩比相同，它们的热效率是否相同？为什么？若卡诺循环的压缩比与它们相同，则热效率如何？为什么？11、蒸