浙江大学本科生工程热力学考试试题.doc

1、浙江大学本科生考试试题一、简答题（每小题 5 分，共 30 分） 1、未饱和湿空气经历绝热加湿过程，其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化？ 2、定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多少？3、画出燃气轮机装置定压加热理想循环的 p-v 图和 T-s 图，并写出其用循环增压比表示的热效率公式。（假设工质为理想气体，比热取定值） 4、反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个？写出其定义式。 5、住宅用空调机当夏天环境温度升高时，其制冷系数和耗功量如何变化？ 6、为什么在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是呈现节流冷效应？ 二、计算题（共 70 分） 1 （ 18

2、 分） 3kmol 温度 t 1 100 的氮气流与 1kmol 温度 t 2 20 的空气流在管道中绝热混合。已知混合前空气的摩尔分数为： x N 2 0.79 、 x O2 0.21 ，若混合前后氮气、空气和混合物的压力都相等，试求：(1) 混合后气体的温度； (2) 混合气体中 N 2 和 O 2 的摩尔分数； (3) 对应于 1kmol 的混合气产物，混合过程的熵增。 设摩尔热容为定值： C p，m，N2 29.08kJ/ （ kmolK ） 、 C p，m ，O2 29.34kJ/ （ kmolK ） 、 R 8.314kJ/ （ kmolK ） 2 （ 17 分） 空气初态为 p

3、1 0.4MPa 、 T 1 450K ，初速忽略不计。经一喷管绝热可逆膨胀到 p 2 0.1MPa 。若空气的 Rg 0.287 kJ/ (kgK) ； c p 1.005 kJ/ (kgK) ； c p / c v 1.4 ； 临界压力比 cr =0.528 ； 试求： （1）在设计时应选用什么形状的喷管？为什么？ （2）喷管出口截面上空气的流速 C f2 、温度 T 2 和马赫数 Ma 2； （3）若通过喷管的空气质量流量为 q m 1kg/s ，求：喷管出口截面积和临界截面积。 3 （ 15 分） 活塞式压气机每秒钟从大气环境中吸入 p 1 0.1MPa 、 t1 17 的空气 0.1

4、m 3 ，绝热压缩到 p 2 0.4MPa 后送入储气罐。若该压气机的绝热效率 c,s =0.9 ，空气的 Rg 0.287k J/ (kgK) ； c p 1.005 kJ/ (kgK) ； c p / c v 1.4 ；试求： (1) 压气机出口的空气温度； (2) 拖动压气机所需的功率； (3) 因摩擦引起的每秒钟的熵产。 4 （ 20 分） 一单级抽汽回热循环如图 1 所示，水蒸气进入汽轮机的状态参数为 5MPa、450，在 10kPa 下排入冷凝器。水蒸气在 0.45MPa 压力下抽出，送入混合式给水加热器加热给水。给水离开加热器的温度为抽汽压力下的饱和温度。在冷凝器和加热器之后有一台水泵。若忽略水泵功，求： (1) 抽汽回热量； (2) 每千克水蒸气循环的吸热量 q 1和循环放热量 q2 ； (3) 每千克水蒸气循环的净功量 w； (4) 循环热效率。 图 1 单级抽汽回热循环 、参考答案