2015江蘇南京航空航天大學(xué)工程熱力學(xué)考研真題(A)

1、2015江蘇南京航空航天大學(xué)工程熱力學(xué)考研真題(A)一、簡(jiǎn)答題（共 50 分）1、（5 分）簡(jiǎn)要分析熱力系統(tǒng)平衡態(tài)同穩(wěn)定態(tài)之間的差異。2、（5 分）有人認(rèn)為理想混合氣體的熱力學(xué)能和焓也是溫度的單值函數(shù)，并且定壓和定容比熱之間的差值為各組分氣體常數(shù)的算術(shù)平均。該觀點(diǎn)是否正確并給出簡(jiǎn)要說(shuō)明。3、（6 分）試分析理想氣體定壓加熱可逆過(guò)程中，加熱量同氣體熱力學(xué)能變化量的比值是多少？假設(shè)理想氣體的比熱為定值。4、（6 分）如下列 p-v 圖所示，a-b 為定溫可逆過(guò)程，b-c 為等熵可逆過(guò)程，c-a 所示的虛線為某不可逆絕熱過(guò)程。試分析循環(huán) a-b-c-a 是否可行？5、（5 分）高、低溫?zé)嵩撮g的溫差越

2、大，卡諾制冷機(jī)的制冷系數(shù)是否就越高？試簡(jiǎn)要分析。6、（5 分）壓縮因子 Z 大于 1，說(shuō)明相同溫度和壓力條件下，相比理想氣體，該實(shí)際氣體更容易被壓縮。試簡(jiǎn)要分析該說(shuō)法是否正確。7、（5 分）工作在設(shè)計(jì)點(diǎn)的縮放噴管，如果將背壓降低，請(qǐng)分析噴管出口的空氣速度和流量會(huì)如何變化？8、（7 分）用溫度為 600K 的恒溫?zé)嵩醇訜?0.1MPa 的飽和水，使之定壓氣化為溫度ts的飽和干蒸汽。請(qǐng)分析該加熱過(guò)程中水的比熵流和比熵產(chǎn)。已知水在 0.1MPa 時(shí)， 飽和溫度，汽化潛熱r=2257.6kJ / kg 。9、（6 分）請(qǐng)利用焓濕圖作圖，簡(jiǎn)要說(shuō)明如何通過(guò)干、濕球溫度來(lái)確定濕空氣的相對(duì)濕度和含濕量？二、（

3、15 分）某火力發(fā)電廠中高溫高壓的蒸汽（T=650，P=8.0MPa，h=3500kJ / kg，s=7.5kJ /(kg.k)）以 80m/s 的速度進(jìn)入汽輪機(jī)中推動(dòng)葉輪做功，同時(shí)向外界散熱量為 10kJ / kg，離開(kāi)汽輪機(jī)時(shí)蒸汽速度為 120m/s，狀態(tài)變?yōu)椋≒=4.0MPa，h=2100kJ / kg ，s=8.37kJ /(kg.k)）。有人提出可以通過(guò)將進(jìn)口速度提高至 160m/s，來(lái)實(shí)現(xiàn)單位質(zhì)量蒸汽輸出的功提升 35%，請(qǐng)分析該方案是否合理？現(xiàn)有過(guò)程中單位質(zhì)量蒸汽可以輸出的最大功為多少？假設(shè)蒸汽定壓比熱為常數(shù) 2.25kJ /(kg.k)，環(huán)境溫度為27。三、（15 分）通過(guò)輸氣

4、管路（內(nèi)部氣體溫度為 T0和 P0）對(duì)某絕熱氣缸緩慢充氣，如下圖所示。氣缸中活塞可以自由無(wú)摩擦的移動(dòng)。假設(shè)氣缸初始體積為 V1，溫度為 T1，充氣結(jié)束后體積為 V2，外界大氣壓為Pb。氣體視為理想氣體，并且，且定壓和定容比熱均為定值。試分析充氣結(jié)束后，氣缸內(nèi)空氣的溫度 T2為多少？四、（10 分）一定質(zhì)量的理想氣體從初始狀態(tài)（P1,v1,T1）分別經(jīng)歷 3 個(gè)可逆過(guò)程達(dá)到相同的終態(tài)（P2,v2,T2）。其中 A 過(guò)程是先定容再定壓，B 過(guò)程是先等熵再定容，C 過(guò)程是先等溫再定容。請(qǐng)?jiān)?P-v 圖和 T-s 圖上表示出 A、B 和 C 這 3 個(gè)熱力過(guò)程，并且判定三個(gè)熱力過(guò)程中，熱力學(xué)能、容積變

5、化功以及熱量的變化量誰(shuí)大誰(shuí)小。假設(shè) P1>P2, v1< v2, T1>T2。五、（15 分）某人設(shè)計(jì)了一個(gè)裝置，在三個(gè)質(zhì)量相等的銅塊間工作，銅塊溫度分別為 650K，350K 和 550K。能使得 650K 銅塊的溫度升高，其余兩個(gè)銅塊達(dá)到相同的溫度,如下圖所示。試分析該裝置能否實(shí)現(xiàn)？如果能實(shí)現(xiàn)，650K 銅塊能升溫達(dá)到的最大值為多少。假設(shè)這三個(gè)銅塊的比熱為定值 c。六、（10 分）某中央空調(diào)系統(tǒng)的通風(fēng)供氣量為 10kg/s，采用引射器來(lái)為通風(fēng)空氣增壓。高壓氣流的壓力為 0.3MPa，溫度為 300K，環(huán)境空氣（壓力為 0.1MPa，溫度 300K）不斷被引射進(jìn)入通風(fēng)供氣裝

6、置，并且壓力變?yōu)?0.18MPa。試分析這個(gè)引射器最大的引射能力（即低壓環(huán)境空氣的引射流量同高壓氣流流量之比）。假設(shè)引射器內(nèi)空氣流動(dòng)為穩(wěn)定絕熱流動(dòng)，空氣可視為理想氣體，cp=1.004kJ /(kg.k)，R g 287J /(kg.k)。并且忽略進(jìn)出口的動(dòng)能和勢(shì)能差。七、（15 分）流量為 1kg/s 的空氣，其馬赫數(shù)為 2.2，靜溫為 280K，靜壓為 0.1MPa。為了使其運(yùn)動(dòng)速度降低為 80m/s。該采用何種類型的擴(kuò)壓管？擴(kuò)壓管最小截面的面積為多少？此時(shí)對(duì)應(yīng)的出口壓力是多少？假設(shè)空氣視為理想氣體，在管內(nèi)可逆絕熱流動(dòng)。k=1.4，cp=1.004kJ /(kg.k)。八、（20 分）某理想回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)工作簡(jiǎn)圖如下，其中 2 級(jí)壓氣機(jī)采用了理想級(jí)間壓縮和中間冷卻技術(shù)，總增壓比為 16，兩級(jí)渦輪的膨脹比均為 4。已知壓氣機(jī)的進(jìn)口狀態(tài)為（300k，0.1Mpa）,