浙江大学工程热力学期末考试试题

浙江大学工程热力学期末考试试题 浙江大学本科生工程热力学考试试题 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?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?N2?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，（?kmol·K?） 、?C?p，m，N2＝?29.08kJ/?m?，O2＝29.34kJ/?（?kmol·K?） 、?R?＝?8.314kJ/?（?kmol·K?）

2?．（?17?分） 空气初态为?p?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/ (kg·K)?；?c?p＝?1.005 kJ/ (kg·K)?；?γ?＝?c?p?/?c?v?＝?1.4?； 临界压力比?νcr?=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?0.1m 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?η?c,s?=0.9?，空气的?Rg?＝?0.287k J/

(kg·K)?；?c?p?＝?1.005 kJ/ (kg·K)；?γ?＝?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?q1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