2025年大学热能动力工程（动力系统）期末试题

2025年大学热能动力工程（动力系统）期末试题

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）（总共10题，每题3分，每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请将正确答案填在括号内）1.下列关于热力系统的说法，正确的是（）A.闭口系统与外界没有物质交换B.开口系统与外界只有能量交换C.绝热系统与外界没有热量交换D.孤立系统与外界既无物质交换也无能量交换答案：ACD2.工质经历一个不可逆循环后，其熵变（）A.大于零B.小于零C.等于零D.不确定答案：C3.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.工质性质D.高温热源温度和低温热源温度答案：D4.蒸汽动力循环中，提高循环热效率的有效方法是（）A.提高蒸汽初温B.提高蒸汽初压C.降低乏汽压力D.以上都是答案：D5.对于朗肯循环，下列说法错误的是（）A.由定压加热、绝热膨胀、定压放热和绝热压缩四个过程组成B.汽轮机的排汽在凝汽器中全部凝结成水C.水泵消耗的功可以忽略不计D.锅炉产生的蒸汽在汽轮机中绝热膨胀对外做功答案：C6.燃气轮机循环中，压缩比增加时，循环热效率（）A.增加B.降低C.不变D.先增加后降低答案：D7.回热循环能够提高循环热效率的原因是（）A.减少了冷源损失B.提高了平均吸热温度C.减少了工质的流量D.降低了蒸汽的初压答案：B8.下列哪种设备不属于动力系统中的辅助设备（）A.给水泵B.凝结水泵C.过热器D.循环水泵答案：C9.锅炉的热效率主要取决于（）A.燃料的种类B.锅炉的结构C.运行工况D.以上都是答案：D10.提高动力系统经济性的主要途径不包括（）A.提高循环热效率B.减少散热损失C.增加设备投资D.降低厂用电率答案：C第II卷（非选择题，共70分）二、填空题（每题3分，共15分）1.热力系统是指人为选取的由______组成的系统。答案：一定范围内的工质2.理想气体的内能是温度的______函数。答案：单值3.卡诺定理指出，在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效率都______，且与______无关。答案：相等；工质性质4.蒸汽在汽轮机中绝热膨胀做功的过程称为______过程。答案：热力5.动力系统的主要性能指标包括______、______和______。答案：热效率；功率；煤耗率三、简答题（每题10分，共30分）1.简述热力循环的定义及其分类。答案：热力循环是工质从某一状态点开始，经过一系列状态变化后又回到初始状态点的封闭过程。分类：按循环的经济性可分为可逆循环和不可逆循环；按循环的组成可分为简单循环和复杂循环；按循环的工质可分为蒸汽循环、燃气循环等。2.说明蒸汽动力循环中提高热效率的主要方法。答案：提高蒸汽初温、初压，降低乏汽压力。提高蒸汽初温可提高平均吸热温度；提高蒸汽初压能增加膨胀比，对外做功增多；降低乏汽压力可减少冷源损失，从而提高循环热效率。3.简述燃气轮机循环的工作过程。答案：燃气轮机循环由压气机绝热压缩空气，燃料与空气在燃烧室定压加热，高温燃气在燃气轮机中绝热膨胀做功，最后乏气在大气中定压放热四个过程组成。空气经压缩后压力和温度升高，进入燃烧室与燃料混合燃烧，燃气获得高温高压后进入燃气轮机膨胀做功，输出机械功。四、分析题（15分）材料：某蒸汽动力厂采用朗肯循环，蒸汽初压为3MPa，初温为400℃，乏汽压力为0.004MPa。已知锅炉的热效率为85%，汽轮机的相对内效率为88%，水泵的功可以忽略不计。问题：计算该循环的热效率，并分析提高热效率的途径。答案：首先根据蒸汽初参数和乏汽压力查水蒸气性质表得到相关参数。计算汽轮机理想比焓降，进而得到汽轮机实际比焓降。计算锅炉吸热量和汽轮机输出功。通过公式计算循环热效率。提高热效率的途径：提高蒸汽初温、初压，降低乏汽压力等。可通过改进锅炉和汽轮机设备性能等方式来实现。五、论述题（20分）材料：随着能源需求的不断增长和环保要求的日益提高，提高动力系统的经济性和环保性成为研究的重点。问题：论述如何从热力循环、设备性能等方面提高动力系统的经济性和环保性。答案：从热力循环角度，优化循环结构，采用回热、再热等先进循环方式提高热效率，减少能源消耗。提高蒸汽初参数，降低乏汽压力等。从设备性能方面，提高锅炉的热效率，减少散热和排烟热损失。优化汽轮机设计，提高其效率。