2013-1-2工程热力学试卷-A卷答案.doc

课程名称：工程热力学 学生姓名： 班级： 学号： 题 号 一 二 三 四 总分 得 分 阅卷人 一、判断（划“√”“×”）在 T-s 图上，理想气体的定容线比定压线陡。 ( √ ) 2．闭系统放热过程，系统熵必减少。 ( × ) 3．如果从同一始态到同一终态有两条途径：一为可逆、一为不可逆，那么，不可逆途径的必大于可逆途径的。（ × ） 气体膨胀必然对外做功。（ ×）√ ） 6．露点是对应于湿空气压力的温度。× ） 7．湿饱和蒸汽的温度随其压力增加而升高。 （ √ ） 8．提高增压比活塞式压气机的容积效率√ ） 9．提高比，内燃机理想循环的热效率增大（ ×） （ × ） 。 2、如果说一个热机从热源吸热100KJ，对外做功100KJ，则违反热力学 第二 定律。 3、空气初态压力为0.1MPa，经过压缩后压力提高到21.6MPa，若采用三级压缩，带中间冷却，则各级最佳增压比应为 6 。 4、已知环境温度为25 ℃，某大型锅炉能稳定提供温度为838 ℃的热量3165 kW, 则该热量火用1. （7分）热力学第一定律的数学表达式可写成：（1） ； （2） ， 分别写出它们的适用条件。 (1) 任何工质，任何过程　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (3分) (2) 理想气体，定值比热，可逆过程　　　　　　　　　　　　　　 (4分) 2、（7分）要决定湿空气的状态，必须知道几个独立的状态参数，为什么？ 解：须知道3个独立参数，因为湿空气为二元混合气体，需要知道P，T外，还需要知道成份，因此比单元系统多一个独立参数。 3、（8分）空气稳定地流过一变截面绝热管道，其中A截面上压力,温度,B截面上压力，温度, 假定空气为理想气体，气体常数Rg =0.287 kJ/kg(K ，比定压热容取 cp=1.005 kJ/kg(K 。试确定哪一截面为空气的进口截面？ 解：设A截面为进口截面，B截面为出口截面，绝热流动过程。 (5分) 不可逆流动熵产不可能小于0 故B截面为进口截面。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　(3分) 4、（8分）画出简单朗肯循环的T-s图和h-s图，并简述蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响。 解：朗肯循环T--S图，h--S图：　　　　　　　　　　　　　　　　　 　(4分) (1) P1，P2不变，提高T1，可提高ηt，但受材料耐热强度限制。 (2) P2，T1不变，提高P1，可提高ηt，但x2减小，不利于汽轮机安全工作。 P1，T1不变，降低P2，可提高ηt，但受环境温度限制，目前已到P2的下限。 　　　　(4分) 四、计算题（共50分） 1．（16分）压力为4MPa 、温度为560K的空气进入渐缩喷管定熵膨胀后流入背压为1.5MPa的空间，初速度忽略不计，喷管的出口截面积为86cm2。求喷管出口处的压力、出口流速、出口马赫数和质量流量。（将空气作理想气体，比热容取定值） 解： 　　 故出口截面为临界截面， 　　　　　　　　　　　　　(5分) (4分) 　　　(3分) 　(4分) 2．（20分）某燃气轮机装置理想循环，增压比=8，压气机入口状态p1=0.1MPa，T1=290 K，燃气轮机入口温度T3=1250K，假定工质为空气，且比热容为定值，cp=1.004kJ/kg(K，???????。试求：（1）将循环画在T-s图上；（2）循环热效率；（3）循环净功；（4）平均吸热温度和平均放热温度。 解： T—S图： 　　　　(4分) 　(6分) 　　(6分) 　(4分) 3.（14分）冬季用热泵向室内供暖，室外温度为-10℃，为维持室内温度为21℃需供热500×103kJ/h ，问（1）声称只需消耗20×