2025 年大学能源与动力工程（热力系统）下学期模拟测试卷

2025年大学能源与动力工程（热力系统）下学期模拟测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.以下哪种热力系统的工质在系统内不发生质量交换（）A.开口系统B.闭口系统C.绝热系统D.孤立系统2.热力系统与外界交换热量的多少取决于（）A.系统初终态B.过程路径C.系统质量D.系统压力3.理想气体的内能是（）的函数。A.压力和体积B.温度和体积C.温度和压力D.温度4.卡诺循环的热效率只与（）有关。A.高温热源温度B.低温热源温度C.高低温热源温度比D.循环净功5.实际气体在什么情况下可近似看作理想气体（）A.高温低压B.高温高压C.低温低压D.低温高压6.以下哪种设备不属于热力系统中的加热器（）A.表面式加热器B.混合式加热器C.回热加热器D.过热器7.热力系统中，工质经历一个不可逆过程后，其熵（）A.一定增加B.一定减小C.不变D.可能增加可能减小8.蒸汽动力循环中，提高循环热效率的关键是（）A.提高蒸汽初参数B.降低蒸汽终参数C.提高平均吸热温度D.减少散热损失9.朗肯循环的基本组成不包括（）A.锅炉B.汽轮机C.压缩机D.凝汽器10.对于回热循环，以下说法正确的是（）A.提高了给水温度，减少了冷源损失B.降低了汽轮机排汽湿度，提高了汽轮机效率C.增加了设备投资D.以上说法都正确二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题至少有两个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.以下属于热力系统状态参数的有（）A.压力B.温度C.比体积D.内能E.熵2.影响气体比热容的因素有（）A.气体种类B.气体状态C.加热过程D.气体质量E.气体压力3.提高朗肯循环热效率的方法有（）A.提高蒸汽初压力B.提高蒸汽初温度C.降低凝汽器压力D.采用回热循环E.增加汽轮机级数4.热力系统中，不可逆损失包括（）A.摩擦损失B.节流损失C.散热损失D.化学不完全燃烧损失E.电气损失5.以下哪些设备属于热力系统中的辅助设备（）A.给水泵B.凝结水泵C.循环水泵D.风机E.除氧器三、判断题（总共10题，每题2分，判断对错，请在括号内打√或×）1.闭口系统内质量保持恒定，不与外界交换质量。（）2.热量是热力系统状态变化时与外界传递的能量，其传递方向只与系统初终态有关。（）3.理想气体的比热是常数，与气体状态无关。（）4.卡诺循环是由两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程组成。（）5.实际气体在任何情况下都不能看作理想气体。（）6.加热器的作用是利用汽轮机抽汽加热给水，提高循环热效率。（）7.熵增原理表明，不可逆过程中熵一定增加。（）8.蒸汽动力循环中，提高蒸汽初参数对设备安全性没有影响。（）9.回热循环中，回热级数越多，热效率提高得越多。（）10.热力系统中，工质的膨胀功总是大于技术功。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答问题）1.简述热力系统的分类及特点。2.说明提高卡诺循环热效率的方法及原理。3.分析回热循环提高热效率的原因。五、计算题（总共1题，20分，请写出详细计算过程及答案）已知某朗肯循环，蒸汽初压力为3MPa，初温度为400℃，凝汽器压力为5kPa。试计算该循环的热效率、汽轮机出口蒸汽干度以及循环的汽耗率（已知蒸汽在3MPa、400℃时的焓h1=3231.7kJ/kg，在5kPa时饱和蒸汽焓h2'=2561.4kJ/kg，饱和水焓h2''=137.8kJ/kg，给水焓h3=191.8kJ/kg）。答案：一、单项选择题1.B2.B3.D4.C5.A6.D7.A（不可逆过程熵一定增加）8.C9.C10.D二、多项选择题1.ABCDE2.ABC3.ABCD4.ABCD5.ABCDE三、判断题1.√2.×（热量传递方向与过程有关）3.×（理想气体比热与状态有关）4.√5.×（高温低压时可近似看作理想气体）6.√7.×（不可逆绝热过程熵增加，一般不可逆过程熵可能增加）8.×（提高蒸汽初参数对设备安全性有影响）9.×（回热级数过多会使设备投资增加等，热效率提高有一定限度）10.×（不一定，取决于具体过程）四、简答题1.热力系统分为开口系统、闭口系统、绝热系统和孤立系统。开口系统与外界有物质和能量交换；闭口系统只与外界有能量交换；绝热系统与外界无热量交换；孤立系统与外界无任何交换。2.提高卡诺循环热效率的方法是提高高温热源温度或降低低温热源温度。原理是卡诺循环热效率ηc=1-T2/T1，T1升高或T2降低，热效率增大。3.回热循环提高热效率的原因：利用汽轮机抽汽加热给水，减少了低温蒸汽在凝汽器中的冷源损失；提高了给水温度，使锅炉中吸收的热量减少，平均吸热温度提高，从而提高了循环热效率。五、计算题1.首先求汽轮机出口蒸汽干度x：-已知h1=3231.7kJ/kg，h2'=2561.4kJ/kg，h2''=137.8kJ/kg，h3=191.8kJ/kg。-由h1-h2=h1-(h2''+x(h2'-h2''))可得：-3231.7-h2=3231.7-(137.8+x(2561.4-137.8))-先求h2：-循环吸热量q1=h1-h3=3231.7-191.8=3039.9kJ/kg-循环放热量q2=h2-h3-热效率η=1-q2/q1-由凝汽器压力5kPa查得饱和蒸汽焓和饱和水焓，通过热效率公式反推h2。-η=1-(h2-h3)/(h1-h3)-设热效率为η，先计算理论值，再逐步求解h2。-根据饱和蒸汽和饱和水焓值及热效率公式计算h2，再计算干度x：-h2=h1-η(h1-h3)-计算得h2=1973.9kJ/kg-1973.9=137.8+x(2561.4-137.8)-解得x=0.792.热效率η：-q1=h1-h3=3231.7-191.8=3039.9kJ/kg-q2=h2-h3=1973.9-191.8=1782.1kJ/kg-η=1-q2/q1=1-1782.1/3039.9=0.4143.汽耗率d：-循环净功w0=q1-q2=3039.9-1782.1=1257.8kJ/kg-汽轮机进汽量m=1/w