西安交通大学：《工程热力学》课程教学资源（试卷习题）期末考试题（3）

西安交通大学期末考试题(1) 1.简要回答以下问题(50分) (1)闭口系进行一放热过程,其熵是否一定减少,为什么?闭口系进行一放热过程,其非作 功能是否一定减少,为什么? (2)某一工质在相同的初态1和终态2之间分别经历2个热力过程,一为可逆过程,一为不 可逆过程。试比较这两个过程中相应外界的熵变化量哪一个大,为什么? (3)简述压缩因子、通用压缩因子图及其应用 (4)喷管中作可逆绝热流动时,进口初速的定熵滞止参数与出口速度的定熵滞止参数是否相 同?作不可逆绝热流动时又如何? (5)如图所示为叶轮式压气机进行不可逆绝热过程1-2的Ts图,试在此图上表示出比可逆 压缩时多消耗的功量及有效能损失,并写出相应的计算式(70为环境大气温度) (6)简述多级压缩中间冷却的作用,对叶轮式压气机是否有意义? 已知自由焓g=h-7,试导出()=()n,又已知(2)=c,试导出 ds =tdr-a p dp (8)用喷水方式冷却湿空气,能否把此湿空气的湿度降至原先湿空气状态下的露点温度,为 什么 (9)如图所示为蒸气压缩制冷循环的T-s图,试指出进行各热力过程相应设备的名称,并 写出制冷量和制冷系数的计算式 α0对简单燃气轮机装置循环(布雷顿循环),影响理论循环和实际循环热效率的因素有哪些 不同? 2 反为幻,题1(5)附图 U.5,‰飞饥效竿r=0.6 计算,cn=1.004kJ/(kg·K),试求 (a)画出装置简图及T-s图 (b)燃气轮机作功量和压气机耗功量 (c)循环热效率; (d)当采用完全回热时的循环热效率

西安交通大学期末考试题（1） ⒈ 简要回答以下问题（50 分） ⑴ 闭口系进行一放热过程，其熵是否一定减少，为什么？闭口系进行一放热过程，其非作 功能是否一定减少，为什么？ ⑵ 某一工质在相同的初态 1 和终态 2 之间分别经历 2 个热力过程，一为可逆过程，一为不 可逆过程。试比较这两个过程中相应外界的熵变化量哪一个大，为什么？ ⑶ 简述压缩因子、通用压缩因子图及其应用。 ⑷ 喷管中作可逆绝热流动时，进口初速的定熵滞止参数与出口速度的定熵滞止参数是否相 同？作不可逆绝热流动时又如何？ ⑸ 如图所示为叶轮式压气机进行不可逆绝热过程 1－2 的 T-s 图，试在此图上表示出比可逆 压缩时多消耗的功量及有效能损失，并写出相应的计算式（ T0 为环境大气温度）。 ⑹ 简述多级压缩中间冷却的作用，对叶轮式压气机是否有意义？ ⑺ 已知自由焓 g = h −Ts ，试导出 T p T v p s ( ) ( )   = −   ，又已知 T c T s p P =   ( ) ，试导出 dp T v dT T c ds p p ( )   = − 。 ⑻ 用喷水方式冷却湿空气，能否把此湿空气的湿度降至原先湿空气状态下的露点温度，为 什么？ ⑼ 如图所示为蒸气压缩制冷循环的 T − s 图，试指出进行各热力过程相应设备的名称，并 写出制冷量和制冷系数的计算式。 ⑽ 对简单燃气轮机装置循环（布雷顿循环），影响理论循环和实际循环热效率的因素有哪些 不同？ ⒉ 计算题（50 分） ⑴（14 分）以下两题任选一题 ① 有一压气机试验站，为测定流经空气压气机的流量，在储气筒上装一只出口截面积为 4cm 2 的渐缩喷管，空气排向压力为 0.1 MPa 的大气。已知储气筒中空气的压力为 0.7 MPa， 温度为 60℃，喷管的速度系数  ＝0.96，空气的定值比热 p c ＝1.004 kJ/(kg·K)，试求流 经喷管的空气流量。 ② 一简单燃气轮机循环，压气机的压力比  ＝8:1，循环最高温度为 1000℃，压气机进口 温度为 25℃，设压气机效率  c ＝0.75，燃气轮机效率 T ＝0.85。工质按空气及定值比热容 计算， p c ＝1.004 kJ/(kg·K)，试求： （a） 画出装置简图及 T − s 图； （b） 燃气轮机作功量和压气机耗功量； （c） 循环热效率； （d） 当采用完全回热时的循环热效率。 T 2 2s s o s T 2 4 3 1 o T0 P1 P2 题 1⑸附图 题 1⑼附图 3 2 1 6 5 4 7 8 1kg 2kg

(2)(16分)右图所示为采用一次抽汽回热的蒸汽动力装置简图。对应各状态的参数见下列 附表,采用表面式回热加热器,水在管内流过,被抽汽加热至温度t,,抽汽进入回热器冷凝 放热,并以饱和水流出回热器,再经节流阀流入冷凝器放热。试求 ①画出循环的T-s图,并标明相应的状态点 ②抽汽量a ③汽轮机作功量wr和水泵耗功量wp; ④锅炉吸热量qn和冷凝器放热量q1 题2(2)附图 ⑤循环热效率n; ⑧装置中有哪部分进行的过程是不可逆的,并算出其有效能损失,设环境大气温度to 27℃; ⑦实施朗肯循环时的热效率 (3)(20分)质量为2kg的某理想气体,在可逆多变过程中,压力从0.5MPa降至0.1MPa, 温度从162℃降至27℃,作出膨胀功267kJ,从外界吸收热量66.8kJ。试求该理想气体的 定值比热容C和cr[kJ(kg·K)],并将此多变过程表示在p-v图和T-s图上(图上先 画出4个基本热力过程线)。 计算题2(2)附表 状态点 P/MPa t/℃ h/(kJ/kg)s/[ kJ/(kg. K) 3.00 450.0 3334.6 7.0854 过热汽 0.005 32.9 2160.5 7.0854 0.8345 234567 0.005 32.9 137.8 0.4763 0.0 33.0 140.8 过冷水 1.6317 过冷水 151.6 2763.9 7.0854 过热汽 133.5 561.4 1.6716 0.0 0.005 1.8604 0.1748

⑵ （16 分）右图所示为采用一次抽汽回热的蒸汽动力装置简图。对应各状态的参数见下列 附表，采用表面式回热加热器，水在管内流过，被抽汽加热至温度 s t ，抽汽进入回热器冷凝 放热，并以饱和水流出回热器，再经节流阀流入冷凝器放热。试求： ① 画出循环的 T − s 图，并标明相应的状态点； ② 抽汽量  ； ③ 汽轮机作功量 wT 和水泵耗功量 wP ； ④ 锅炉吸热量 H q 和冷凝器放热量 L q ； ⑤ 循环热效率 t ； ⑥ 装置中有哪部分进行的过程是不可逆的，并算出其有效能损失，设环境大气温度 0 t ＝ 27℃； ⑦ 实施朗肯循环时的热效率。 ⑶ （20 分）质量为 2 kg 的某理想气体，在可逆多变过程中，压力从 0.5 MPa 降至 0.1 MPa， 温度从 162℃降至 27℃，作出膨胀功 267 kJ，从外界吸收热量 66.8 kJ。试求该理想气体的 定值比热容 p c 和 V c [ kJ/(kg·K)]，并将此多变过程表示在 p − v 图和 T − s 图上（图上先 画出 4 个基本热力过程线）。 计算题 2⑵附表 状态点 p /MPa t /℃ h / (kJ/kg) s /[ kJ/(kg·K)] x 1 2 3 4 5 6 7 8 3.00 0.005 0.005 3.00 3.00 3.00 3.00 0.005 450.0 32.9 32.9 33.0 130.0 151.6 133.5 32.9 3334.6 2160.5 137.8 140.8 548.2 2763.9 561.4 7.0854 7.0854 0.4763 0.4763 1.6317 7.0854 1.6716 1.8604 过热汽 0.8345 0.0 过冷水 过冷水 过热汽 0.0 0.1748 题 2⑵附图