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华南理工大学
2018 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回） 科目名称：工程热力学 适用专业：工程热物理；动力机械及工程；动力工程(专硕)
共 一、概念辨析（每题 7 分，共 42 分） 1、状态参数与过程量； 2、平衡状态与稳定状态； 3、技术功与体积（变化）功； 4、理想气体与实际气体； 5、压缩因子与临界压力比； 6、压气机的等温效率与绝热效率
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二、综合题（每题 10 分，共 40 分）
1、理想气体的多变过程是如何定义的？请在同一 p-v 图和同一 T-s 图上分别画出理想 气体的四个典型过程（定容、定压、定温和定熵），并把满足以下要求的理想气体多 变过程在这两个图上分别对应表示出其大致位置，同时给出每个过程的多变指数范 围。1）工质升温且降压；2）工质压缩且降压；3）工质升温且放热。 2、若某压气机的压缩过程可视为绝热的，请利用 T-s 图分析过程的不可逆性对压气 机性能的影响 ，并示意性画出其不可逆性导致的做功能力的损失。设环境温度为 T0 。 3、请在 T-s 图上表示内燃机的理想混合加热循环，并导出其热效率计算公式（要求 公式中的变量均为无量纲比参数），设工质是比热为定值的理想气体。
4、若环境空气处于某一未饱和湿空气状态 A，其对应结露时状态和饱和状态分别为 B 和 C，请在 p-v 图和 T-s 图上定性地对应表示出这三个状态点，并说明什么是露点。
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三、证明题（12 分） 已知范德瓦尔气体状态方程式为：
a ??a ??dv 。 v ??b??RT ，试证明对于这种气体有 ???du ??cdT ??gv??p ??2 ?2
v ? v ?
四、简算题（每题 9 分，共 27 分）
1、某柴油机用压缩空气启动，压缩空气装在容积为V
的气罐内，柴油机 ??0.04m3
启动前后，气罐上的压力表读数分别为 pe1 ??10.5MPa 和 pe2 ??0.5MPa 。启动前后 罐内空气的温度与环境接近，均可设为 t ??27℃，其气体常数为 Rg ??287J / (kg.K)
，绝热指数 k ??1.4 ，请估算启动过程的耗气量。
2、燃气轮机进口烟气参数为 p1 ??1.5?106 Pa 、 T1 ??1450K ，其在燃气轮机内不可
逆绝热膨胀后的出口压力变为 p2 ??1.2?105 Pa 。 烟气可视为空气（ 绝热指数
k ??1.4 ）。 且燃机 的 相 对 内 效 率 为 ?T ??0.92 ， 求 烟 气 流 经 燃 机 时 所 做 的 功
wT (kJ / kg) 。
3、要把初始状态为 p1 ??0.3MPa 、t1 ??627℃的废燃气经过喷管射入 p2 ??0.12MPa
的环境中。如果废燃气可视作空气（比热为定值的理想气体），且喷管内部的流动过 程为等熵过程（ k ??1.4 ），请对喷管选型，并确定喷管出口流速（已知喷管入口流速 可以忽略）。
五（14 分）、某氨蒸气压缩制冷装置中，氨从冷库（蒸发器）出来进入压缩机时处于 饱和蒸气状态，温度为-20℃；氨从冷凝器出来进入节流阀（膨胀阀）时处于饱和液 体状态，温度为 40℃。压缩机的工作过程若为等熵压缩过程，其出口处氨的比焓为 1910kJ/kg。实际上压缩机的工作过程是不可逆绝热的，其绝热效率为?cs ??0.88 。 设实际压缩过程中氨蒸气在压缩机出口处的压力与等熵压缩时相同。
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试确定：1）画出此制冷循环的 T-s 图；2）计算此制冷循环的制冷系数和制冷量；3） 如果用可逆膨胀机代替节流阀，则会对循环的制冷系数、制冷量以及循环耗功有什么 影响？ 氨的有关热力性质表如下：
t（℃） h’(kJ/kg) h’’(kJ/kg) s’(kJ/(kg.K)) s’’(kJ/(kg.K)) -20 40 327.2 609.5 1657.4 1710.6 3.840 4.830 9. 096 8.350 六（15 分）、某一次抽汽回热循环的 T-s 图如图 1 所示，其中蒸汽在汽轮机中进行的 是不可逆绝热膨胀过程，循环的其余过程均可视为可逆。已知： h1 ??3456kJ / kg ， hm ??3010kJ / kg ， h2 ??2200kJ / kg ， hm’??810kJ / kg ， h2’??180kJ / kg ， s1 ??6.4312kJ / (kg.K) ，sma ??6.5821kJ / (kg.K) ，s2a ??6.7231kJ / (kg.K) ，且蒸 汽轮机的相对内效率 ?T ??0.90 ，忽略循环中泵的耗功。试确定：
1）抽汽量??、循环对外输出的功、以及循环热效率； 2）若环境温度为 T0 ??27℃， 求由不可逆性导致的蒸汽在汽轮机内部做功过程时的 火用损失以及此过程的火用 效率。 图 1 抽汽回热循环的 T-s 图
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2018年华南理工大学研究生入学考试专业课真题826_工程热力学
