Q??U?W??即Q?0,W?0?U?0?UH??UC?0mHc（）?mCc（）?0VT2?TH1VT2?TC1
mHTH1?mCTC13?353?5?293T2???315.5KmH?mC3?5固体或液体cp = cV = c，熵变的计算公式为：
dS?
mcdTT21?S??T2 mcdT?cmlnTT1?Siso??SH??SC?cmHlnT2T?cmCln2 TH1TC1315.5315.3???4.187?3?ln?5?ln??0.1249kJ/K
353293??该闭口绝热系的熵增相当于孤立系熵增，?Siso?0，故该混合过程为不可逆过程。
8、空气进入喷管前的温度t1 =27℃，压力p1 =1.5 bar，出口背压pb= 1bar，空气的cp=1.004 kJ/（kg·K） ，Rg=0.287 kJ/（kg·K），问：（1）应选何种喷管？（2）出口截面的流速为多少？（3）若A2 = 0.02 m2，喷管的流量为多少？ （15分）
解：（1）选喷管（题目没有提到c1 ，可认为其很小）
pb1??0.667＞0.528 p11.5应选渐缩喷管。
（2）计算出口截面的流速，由（1）可判断：c 2＜ccr
?p2?T2?T1??p???1???1??1??300????1.5?1.4?11.4?267.2K
c2?2(h1?h2)?2?1.004?103(300?267.2)?256.67m/s （3) 计算喷管的流量
v2?RgT2p2?RgT2pb287?267.23??0.7669m/kg 510A2c20.02?256.67qm???6.6937(kg/s)?401.622(kg/min)
v20.7669
9、某内燃机混合加热循环，压缩始点工质参数p1 =0.85 bar，t1 = 40℃，ε =15，燃烧终了的工质参数t4=2000℃， p4 =75bar，膨胀终了温度t5=760 K。求：（1）在p-v图、T-s图上绘出其理想循环图；（2）循环中1kg工质（工质为空气）的加热量、放热量、循环功及热效率。 （15分）
解：(1) 理想循环的p-v图、T-s图如下：
（2）本小题的重点是需求得各状态点的温度，但在求温度的过程中有时需求得各状态点的压力或容积。本题已知T1 、T4、和 T5，所以只需求得T2、和 T3
1点：p1 =0.85 bar，T1 =273+40=313 K
?V1?k1.4??p??0.85?15?37.6658bar 2点：p2?p1?1?V??2?k
k?1?V1?T2?T1??V???2?3点：
?T1?k?1?300?151.4?1?886.253K
p3?p4?75bar
?p3?75??T?T?866.253??1724.8797K 32??37.6658?p2? T4=2000+273=2273 K， T5=760 K 循环中1kg工质的加热量
??q1???cV(T3?T2)?cp(T4?T3)q1?q1
?0.718(1724.880?886.253)?1.004(2273?1724.880)?602.134?550.312?1152.446kJ/kg
放热量 循环功
q2?cV(T5?T1)?0.718(760?313)?320.946kJ/k gw0?q1?q2?1152.446?320.946?831.5kJ/k g
w0q2?1??0.7215?72.15% 热效率 ?t?q1q1 10、 活塞式内燃机的混合加热理想循环，工质可视为理想气体空气，若循环压缩比ε =14，循环中工质的总吸热量为1000 kJ/kg，其中定容过程和定压过程各占一半，压缩过程的初始状态为100 kPa、27℃。试计算：（1）输出净功；（2）循环热效率。 （15分） 解：已知初始状态：p1?100kPa；T1?273?27?300K；压缩比??14；
g 工质吸热量 q1?q2?3?q3?4?1000kJ/k；?V1???T?T 1～2. 定熵，则21??V?2???1??1.4
?300?140.4?862.1K
设V2?V，则V1?14V
2～3～4. 由q2?3
?q3?4?cv(T3?T2)?cp(T4?T3)?500kJ/kg
500?T?500/c?T??862.1?1558.5K 3v2 0.718T4?500/cp?T3?500?1558.5?2056.0K 1.005V3?V2?V； V4??V4 4～5. 定熵，T5?T4??V?5??????1T4V3?1.319V T3；V5?V1?14V
0.4?1.319?T?2056.0??? 5?14??799.2K
q2?q5?1?cv(T5?T1)?0.718?(799.2?300)?358.4kJ/kg
w0?q1?q2?641.6kJ/kg
?t?1?
q2?64.16% q111、某冷库温度需保持在－20??C，而环境温度则为30??C，若采用氨制冷机，压缩机入口处为干饱和氨蒸气，而进入节流阀的是饱和氨溶液，循环中压缩机耗功率3.5?kW，试计算：① 压缩机的压缩比是多少？② 循环的制冷系数是多少？③ 制冷量为多少冷吨（1冷吨＝3.86?kW）？④ 放热量为多少？⑤ 制冷剂的质量流量是多少？ （15分）
解：已知：T4?30?273?303K；T1
??20?273?253K；
P?H2?H1?3.5kW
p2?1.1MPa；h2?1825kJ/k g①：查氨的压焓图（查图值可能不完全相同，以下是参考值）
g h4?h5?450kJ/k；
p1?0.17MP；a h1?1570kJ/k g
??p2?6.47； p1h1?h41570?450??4.39； ②： ??h2?h11825?1570③：
?(h1?h4)?0.0137?(1570?450)/3.86?3.98冷吨； Q2?m④： 放热量
Q1?qm(h2?h4)?0.0137?(1825?450)?18.87kW；
⑤：
P3.5qm???0.0137kg/sh2?h11825?1570
12、用平底锅烧开水，锅底有一层3mm厚的水垢，水垢导热系数为1 W/（m·K),当热流密度
为4.24×104 W/m2时，与水接触的锅垢表面温度为110℃，试问此时锅底与水垢接触面的温度为多少？ （10分）
解：设锅底与水垢接触面的温度为t1，与水接触的锅垢表面温度为t2，通过水垢层的热流密度为
?tt1?t2q??r??/?
?0.0034t1?q?t2?4.24?10??127.2℃
?1
13、平面墙厚20?mm，其导热系数?1?1.3 W/(m ? ?C)。为了使每平方米墙的热损失不超过
1 830 W，在墙外覆盖了一层导热系数?2?0.35 W/(m ? ?C)的保温材料。已知复合壁的
热工基础期末考试题库含答案详解 - 图文
