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826 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 页 第 1 页 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 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。 第 2 页 三 、 证明题（ 12 分 ） 已知 范德瓦尔 气体状态方程式为 ： 2 gap v b R Tv ， 试证明对于这种气体有 2v adu c dT dvv。 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 30.04Vm 的气罐内 ，柴油机启动前后，气罐上的 压力表读数分别为 1 10.5ep MPa 和 2 0.5ep MPa 。启动前后罐内空气的温度与环境接近，均可设为 27t ， 其气体常数为 287 / ( . )gR J kg K ，绝热指数 1.4k ， 请估算启动过程的 耗气量 。 2、燃气轮机进口 烟气 参数为 61 1.5 10p Pa 、 1 1450TK ， 其在 燃气轮机内 不可逆 绝热膨胀后的出口压力变为 52 1.2 10p Pa 。 烟 气可视为 空气 （ 绝热指数1.4k ）。 且燃机 的 相对内效率为 0.92T ， 求 烟 气流经燃机时所做的功( / )Tw kJ kg 。 3、要把初始状态为 1 0.3p MPa 、 1 627t 的废燃气经过喷管射入 2 0.12p MPa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 （ 1.4k ）， 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 0.88cs 。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 。 第 3 页 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) -20 327.2 1657.4 3.840 9. 096 40 609.5 1710.6 4.830 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 ： 1 3456 /h kJ kg ，3010 /mh kJ kg ， 2 2200 /h kJ kg ， 810 /mh kJ kg ， 2 180 /h kJ kg ，1 6 .4 3 1 2 / ( . )s kJ kg K ， 6 .5 8 2 1 / ( . )mas kJ kg K ， 2 6 .7 2 3 1 / ( . )as kJ kg K ， 且蒸汽轮机的相对内效率 0.90T ， 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 0 27T ， 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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