09年工熱真題

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1、一、簡(jiǎn)答題(每題5分,共50分)1.平衡態(tài)是經(jīng)典熱力學(xué)的基礎(chǔ),簡(jiǎn)單可壓縮系實(shí)現(xiàn)平衡態(tài)的條件是什么?2.在p、v、h、s、w、q、Cp中哪些是狀態(tài)量?哪些是過(guò)程量?3.一町逆過(guò)程中參數(shù)的變化關(guān)系為p=4/(v-0.015)kPa,比體積單位為m3/kgo當(dāng)壓力由0.2kPa變化到0.5kPa吋,過(guò)程的技術(shù)功為多少?4.試寫出閉口系統(tǒng)能量方程式,并寫出將其應(yīng)用于理想氣體等溫過(guò)程時(shí)的簡(jiǎn)化形式;寫出穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)的能最方程,并寫出將其應(yīng)用于鍋爐時(shí)該能最方程簡(jiǎn)化形式。5.冬天給密封不嚴(yán)的房間加熱,空氣溫度從10°C升到22°C,整個(gè)房間內(nèi)空氣的熱力學(xué)能變化為

2、多少?[空氣的Rg=0.287kJ/(kg?K),cp=1.004kJ/(kg?K)Jd第6題圖第7題圖6.容器被分隔成A、B兩室,如右圖所示。當(dāng)?shù)卮髿鈮簆=0.1013MPao實(shí)驗(yàn)測(cè)量得壓力表1的讀數(shù)pc.i=0.294MPa,B室壓力表2的讀數(shù)pc.2=0.04MPa,壓力表3的讀數(shù)pc3=0.38MPa,分析判斷這組測(cè)量數(shù)據(jù)是否正確,并說(shuō)明理由。7.在濕空氣的焰濕圖(h-d)上,畫出濕空氣冷卻除濕過(guò)程(畫在答題紙上)。&&Jj0.5MPa,溫度400K的空氣進(jìn)入漸縮噴管,射向背壓0.3MPa的環(huán)境。此時(shí)能否得到超聲速氣流?出口流速有多大?[

3、空氣的Rg=0.287kJ/(kg?K),cp=1.004kJ/(kg?K)]9.lkg水定壓下放熱,溫度從95°C降到30°C,放出熱量中的可用能有多少?[水的Cp=4.187kJ/(kg?K),壞境溫度為300K]10.畫出燃?xì)鈧悪C(jī)定圧加熱理想循環(huán)(布雷諾循環(huán))的T?s圖,并說(shuō)明提高循環(huán)熱效率的方法或措施。二、證明與作圖題(每題10分,共30分)1理想氣體分別作兩個(gè)循環(huán),如右圖中循環(huán)和循環(huán)4-5-6-4所示。過(guò)程1-2和過(guò)程4?5在等溫線Ta上,過(guò)程2?3和過(guò)程5?6中壓力不變,過(guò)程3?1和過(guò)程6?4中比體積不變,3點(diǎn)和6點(diǎn)在等溫線%上。試畫

4、出兩個(gè)循環(huán)的T-s圖,并證明兩個(gè)循環(huán)屮lkg氣體的循環(huán)凈功及熱效率均相同。2畫出內(nèi)燃機(jī)定容加熱理想循環(huán)(奧托循環(huán))的p-v、T?s圖,并證明循環(huán)熱效率為口=1-占(壓縮比££=^)3兩剛性容器A、B內(nèi)裝有同種理想氣體,氣體的質(zhì)量相同,即m,=m2=m,氣體溫度分別為「、T2,KT,>T2,設(shè)環(huán)境溫度為T。。一可逆熱機(jī)T作在A容器和B容器之間,A容器為高溫?zé)嵩捶艧峤禍?,B容器為低溫?zé)嵩次鼰嵘郎?,直至兩容器?nèi)氣體溫度相等,同為Tf。證明:(1)Tf=y[T^(2)可逆熱機(jī)的最大循環(huán)功光疵=叫工+1}-2麗)(3)當(dāng)兩容器直接傳熱,熱平衡溫度Tm=?此

5、時(shí)的不等溫傳熱引起的有效能損失為多少?三、計(jì)算題(共7()分)Ws第1題圖第2題圖1.(20分)葉輪式壓氣機(jī)進(jìn)行兩級(jí)壓縮級(jí)間冷卻,如下圖所示。將壓力Pi=0.1MPa,溫度t]=27°C的空氣壓縮至所需壓力p3=3.6MPa,?

6、'間冷卻器可充分冷卻氣體,即t2.=t},兩臺(tái)壓氣機(jī)的絕熱效率均為九=0.96。試求:(1)將過(guò)程定性地価在T-s圖上;(2)最佳的中間壓力P2二?(3)壓氣機(jī)的出口空氣溫度t2二?t3=?(4)每級(jí)壓縮耗功wj二?、(5)小間冷凝器空氣放出熱Mqp=?2.(15分)剛性密閉容器中l(wèi)kg壓力pi=0.1013MPa的空氣

7、,由tT=283°C的熱源加熱和攪拌聯(lián)合作用,而使空氣溫度由h=7°C上升到t2=317°C。試求:(1)攪拌器輸入的最小功wvmin=?此時(shí)熱源放出的熱量qT=?(2)什么情況下系統(tǒng)爛產(chǎn)蟻???最小爛產(chǎn)S“in=?(3)什么情況下系統(tǒng)爛產(chǎn)最大?最大嫡產(chǎn)max=?1.(15分)氨壓縮蒸汽制冷循環(huán),蒸發(fā)的溫度為-15°C,冷凝器工質(zhì)出口溫度為32°C。已知壓縮機(jī)出口處比焙為1686kJ/kg,蒸發(fā)器和冷凝器的出口狀態(tài)均為飽和狀態(tài)。試求:(1)定性畫出循壞的T-s圖(2)求循環(huán)的制冷罐(3)循環(huán)的制冷系數(shù)(4)若用膨脹機(jī)代替節(jié)流閥,制冷系數(shù)為多少?若制

8、冷系數(shù)提高了,為什么實(shí)際工程中不用膨脹機(jī)代替節(jié)流閥?氨的熱力性質(zhì)表t/°Cps/kPah,h"s,s"kj/kgkJ/(kg-/C)-15236.3131.214440.74215.829321238.4351.514871.5205.2414.(20分)蒸汽動(dòng)力裝置利用余熱發(fā)電,如下圖所示。廢氣進(jìn)、出余熱鍋爐的溫度分別為ta=5(X)°C,tb=150°C,流量為qm;,=30kg/s,廢氣的比熱容c”=1.0372/(畑?K)。離開余熱鍋爐的蒸汽壓力利溫度分別為Pl=IMPa,片=450°C,冷凝器中的壓力p2=0.005MPa。(忽略泵功)

9、試求:(1)定性畫出循環(huán)T-s圖(2)循環(huán)吸熱量qi及放熱量q2(3)汽輪機(jī)輸出功Wt(5)蒸汽流量幺””及循環(huán)功率P(4)循環(huán)熱效率7

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