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科目代码：817科目名称：工程热力学 第1页 共2页 南京航空航天大学 2017年硕士研究生入学考试初试试题（ A卷 ） 科目代码: 817 满分: 150 分 科目名称: 工程热力学 注意: 认真阅读答题纸上的注意事项；所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无 效；本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！ 一、简答分析题（50分） 1、（5 分）绝热真空刚性容器内充入理想气体后，容器内气体的温度与充气前气体的温度一样。这个说 法正确吗？简要说明理由。 2、（5分）A热机的 效率比B热机高，A热机的热效率是不是也一定比B热机高？请简要说明理由。 3、（5分）试证明理想气体T-s图中，通过某点的定容线比定压线更加陡峭。 4、（6分）判断下列2个过程是否可逆。并扼要说明原因。 1) 对刚性容器内的水加热使其在恒温下蒸发。 2) 对刚性容器内的水作功使其在恒温下蒸发。 5、（6 分）用水泵输送容器内的热水到一定高度的另一个系统内，为防止热水在输送过程中可能产生的 汽化，试分析水泵应该装在容器下还是容器上若干米处？ 6、（6分）在焓湿图上绘出降温除湿过程1-2，并在图上表示出从t1td降温到t2td后湿空气内水蒸气分 压力的变化大小。 7、（7 分）某闭口系统经历一个可逆过程从状态 1 变化到状态 2，如下图所示，工质视为理想气体。试 分析该过程是吸热还是放热，是对外做功还是外界对其做功。如果是不可逆呢？并简述理由。 8（10分）一小瓶温度为 AT 的氦气，放置在一个封闭的保温箱内，小瓶由绝热材料制成。设箱内原为真 空，由于小瓶漏气, 瓶内氦气的温度变成 AT , 箱内氦气的温度为 BT ，试分析 , ,A B AT T T 中哪一个最大？ 哪一个最小？ 二、（10分）某种理想气体初态为P0、T0，经可逆绝热膨胀到P1，然后在体积不变的情况下温度缓慢恢 复到T0，此时压力为P2。 试求：1）在P-v图上画出此热力过程； 2）证明 0 1 0 2 / / p v c ln p pk c ln p p 。 三、（10 分）某活塞式压气机从环境吸入空气，压入储气罐中。压气机开始工作前，储气罐上仪表显示 表压50kPa，温度17。压气机每分钟吸气量为0.2m3。储气罐容积为9.5m3。问经过多少分钟后，压气 机才能使储气罐内气体的状态为0.7MPa、50？已知环境空气参数为15、100kPa。 科目代码：817科目名称：工程热力学 第2页 共2页 四、（15 分）空气流过多孔填料的过程可近似视为绝热节流过程。现有一股空气流过多孔填料后，压力 由 0.22MPa 降低到 0.18MPa。然后从 800K 的恒温热源吸热，使空气定压地从 30升高到 120。已知 环境温度为30，空气视为定比热的理想气体， 1.005 / ( )pc kJ kg K 。 试求：1）1kg空气由于其在多孔填料内部流动阻力所引起的做功能力损失； 2）1kg空气由于不等温传热过程所引起的做功能力损失； 3）1kg空气在以上过程中的总做功能力损失。 五、（15 分）氧气瓶容积为 0.04m3，内盛有压力 51 150 10p Pa 的氧气，其温度与室温相等， 1 0 27t t 。已知氧气的比热比 1.4k ，定压比热容 0.918pc kJ kg K ，气体常数 0.260gR kJ kg K 。试确定： 1）当开启阀门使压力迅速下降到 52 70 10p Pa 时，瓶内氧气所能达到的最低温度 2t ，以及此过程中 所释放出氧气的质量； 2）当开启阀门极为缓慢地放气至 52 70 10p Pa ，使瓶内气体始终保持在27时，此过程中所放出氧 气的质量，以及瓶内氧气与周围环境间的换热量。 六、（15 分）一架正准备起飞的单发战斗机，被绳索水平固定在航母甲板上。其装备的喷气式发动机压 气机增压比为9。温度为7、压力为95kPa的环境空气以20kg/s的流量被发动机吸入。航空煤油的热 值为 42500kJ/kg，发动机的油耗为 0.5kg/s。假设发动机循环为理想布雷登循环，工质视为理想气体， cp=1.004kJ/(kg.K)。忽略燃油加入带来的气体出口质量增加，忽略不可逆因素，忽略发动机进气速度。 试求：1）此时喷管出口的流速； 2）绳子的受力。 七、（15 分）CO2从储气罐进入一个喷管，喷管效率（即速度系数） 0.92 。储气罐内 CO2的压力为 1.5MPa，温度为 30。当喷管出口截面处的环境压力为 0.25MPa 时，问应采用什么类型的喷管？此时 喷管出口处的气体温度、气体流速及马赫数Ma各为多少？当喷管出口截面积 22 100A mm 时，试求质 量流量。CO2视为定比热容理想气体， 0.846pc kJ kg K ， 1.3k 。 八、（20分）一个4缸4冲程总排量（排量即上止点与下止点之间的气缸容积之差）为1.6L的汽油发动 机，在压缩比为 11 的某理想循环下工作。加热和进、排气过程都可以认为是定容过程，压缩和膨胀过 程都可以认为是 n=1.35 的多变过程。环境状态为 110kpa、27。由于材料与结构限制，发动机能承受 的最大压力为5MPa。 试求：1）画出该循环的p-v图和T-s图； 2）求该发动机的效率； 3）如果整机功率为20kW，它的转速是多少（转/分钟）？ 4）若发动机能承受的最大压力相同，请作图分析该循环与奥托循环的效率哪个更高
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