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工程热力学试卷试题-华南理工大学2004年研究生入学考试试卷
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2009-01-08
王伟
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一、请解释下面概念（每题6分，共48分）
1、 孤立系统
2、 技术功
3、 理想气体
4、 平衡状态
5、 可逆过程
6、 压气机的容积效率
7、 热机的相对内部效率
8、 湿空气的含湿量
二、绘图说明题（共33分）
1、 请画出水的相图，标明关键曲线和关键点。（9分）
2、 请在T—s图上表示具有一次抽汽回热的蒸汽动力循环，并根据此图用有关各点的焓值表示抽汽量的计算式，再进而给出热效率的计算式。（12分）
3、 请画出内燃机混合加热理想循环（即萨巴德循环）的p—v图和T－s图，并说明各过程特点。 （12分）
三、空气压缩机每分钟从大气中吸入参数为 、 的空气 ，并连续充入一个体积为 的贮气罐内。已知罐内原来装有 、 空气（空气的气体常数 ）。如果当贮气罐内的空气参数达到： 、 时停止充气，问压缩机连续工作了多长时间？（12分）
四、蒸汽以 的流量流经汽轮机，其在汽轮机进、出口处的焓值分别为 和 。已知汽轮机向外界的散热量 ，且其进口比出口高 ，如果忽略蒸汽在汽轮机进、出口的动能差，求汽轮机的功率。（12分）
五、要把初始状态为 ， 的过热蒸汽（可视为理想气体）经过喷管射入的环境 。设该过程为等熵过程（k=1.3），且蒸汽的临界压力比为0.546，请对喷管选型并求蒸汽的出口速度（设蒸汽的入口速度为零，其气体常数 ）。 （12分）
六、 某闭口系统经过一热力过程后，从某恒温热源（ ）吸收了 的热量，工质的内能增加了 ，熵增加了 ，并对外界做了 的膨胀功。已知此系统还与大气环境交换热量 （设大气环境为 的另一恒温热源），请通过计算说明此过程时否可逆。如果不可逆，则此过程造成的作功能力损失是多少？ （15分）
七、 某制冷制热两用空调用R22作制冷剂。压缩机进口为蒸发温度下的干饱和蒸汽，出口为 、 的过热蒸汽，冷凝器出口为饱和液体，蒸发温度为 。当夏季室外温度为 时给房间制冷，当冬季室外温度为 时给房间供暖，均要求室温为持在 。若室内外温度每相差 ，通过墙壁的传热量为 。假设制冷剂的吸热过程和放热过程都是可逆等压过程，而压缩过程和节流过程是不可逆绝热过程。求：
1、 将该循环示意画在T－s图上，并指明该循环用于制冷和制热时有什么不同。
2、 制冷系数；
3、 室外为 时，制冷所需的制冷剂流量；
4、 供暖系数。
5、 室外为 时，供暖所需的制冷剂流量；
已知R22的物性参数为：
时， ， ；
时， ， ；
， 时， （18分）
1、 孤立系统
2、 技术功
3、 理想气体
4、 平衡状态
5、 可逆过程
6、 压气机的容积效率
7、 热机的相对内部效率
8、 湿空气的含湿量
二、绘图说明题（共33分）
1、 请画出水的相图，标明关键曲线和关键点。（9分）
2、 请在T—s图上表示具有一次抽汽回热的蒸汽动力循环，并根据此图用有关各点的焓值表示抽汽量的计算式，再进而给出热效率的计算式。（12分）
3、 请画出内燃机混合加热理想循环（即萨巴德循环）的p—v图和T－s图，并说明各过程特点。 （12分）
三、空气压缩机每分钟从大气中吸入参数为 、 的空气 ，并连续充入一个体积为 的贮气罐内。已知罐内原来装有 、 空气（空气的气体常数 ）。如果当贮气罐内的空气参数达到： 、 时停止充气，问压缩机连续工作了多长时间？（12分）
四、蒸汽以 的流量流经汽轮机，其在汽轮机进、出口处的焓值分别为 和 。已知汽轮机向外界的散热量 ，且其进口比出口高 ，如果忽略蒸汽在汽轮机进、出口的动能差，求汽轮机的功率。（12分）
五、要把初始状态为 ， 的过热蒸汽（可视为理想气体）经过喷管射入的环境 。设该过程为等熵过程（k=1.3），且蒸汽的临界压力比为0.546，请对喷管选型并求蒸汽的出口速度（设蒸汽的入口速度为零，其气体常数 ）。 （12分）
六、 某闭口系统经过一热力过程后，从某恒温热源（ ）吸收了 的热量，工质的内能增加了 ，熵增加了 ，并对外界做了 的膨胀功。已知此系统还与大气环境交换热量 （设大气环境为 的另一恒温热源），请通过计算说明此过程时否可逆。如果不可逆，则此过程造成的作功能力损失是多少？ （15分）
七、 某制冷制热两用空调用R22作制冷剂。压缩机进口为蒸发温度下的干饱和蒸汽，出口为 、 的过热蒸汽，冷凝器出口为饱和液体，蒸发温度为 。当夏季室外温度为 时给房间制冷，当冬季室外温度为 时给房间供暖，均要求室温为持在 。若室内外温度每相差 ，通过墙壁的传热量为 。假设制冷剂的吸热过程和放热过程都是可逆等压过程，而压缩过程和节流过程是不可逆绝热过程。求：
1、 将该循环示意画在T－s图上，并指明该循环用于制冷和制热时有什么不同。
2、 制冷系数；
3、 室外为 时，制冷所需的制冷剂流量；
4、 供暖系数。
5、 室外为 时，供暖所需的制冷剂流量；
已知R22的物性参数为：
时， ， ；
时， ， ；
， 时， （18分）
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