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826 华南理工大学 2016 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（专业学位） 共 2 页 第 1 页 一、 指出下面说法中的错误，并说明理由。（每题 6 分，共 36 分） 1、 只有在不受外界影响的情况下，系统才能达到平衡状态，此时系统 的状态是稳定而均匀的。 2、 理想气体的分子没有大小，分子之间没有相互作用。 3、 理想气体等温膨胀时，能够把吸收的热量全部转化为功，这违背了热力学第二定律的开尔文说法。 4、 进口状态的理想气体，如果在喷管中进行等熵流动，只要其出口压力可以无限降低，则其出口流速理论上就可以一直增大，直至无穷大。 5、 理论上，压缩空气 制冷 循环之所以采用回热，是因为这可以提高其制冷系数和单位质量 空气的制冷能力。 6、 空气的相对湿度就是其 中水蒸汽的分压力，与同温度下水蒸汽的饱和压力的比值。 二、 绘图说明题。 （每题 10 分，共 30 分） 1、 某核电站二回路的水在蒸汽发生器中定压受热汽化，工作压力为 7.0MPa，对应的饱和温度为 286 。已知蒸汽发生器入口处的水温为 220 ，其出口处水刚好达到完全汽化的状态。请在 T-s 图上定性地画出此过程，并标出几个典型的状态。 2、 利用 T-s 图 分析 ： 燃气 （可视作是比热容为定值的理想气体） 绝热流经喷嘴时的不可逆性对其出口流速的影响，并图示说明不可逆性导致其出口动能的 变化量 ，设喷管进口速度可以忽略 。 3、 利用 T-s 图比较内燃机三种理 想加热循环（即定容、定压和混合加热循环）的热效率大小。假设它们所用工质为比热容固定的同种理想气体，且循环中的初始状态、以及压缩比和最高温度都分别相同。 三、 请分别根据热力学第一、第二定律，解释说明蒸汽再热过程对蒸汽动力循环的经济性影响。（ 14 分） 四、 请证明： (1 )pVdh c dT v T dp 。其中 v是体积膨胀系数。（ 12 分） 五、 （ 12 分） 某医疗室有一 30.16Vm 的氧气罐。使用一段时间后发现，其上的压力表读数由 1 1.5ep MPa 变为 2 0.3ep MPa 。设罐内氧气温度一直保持在27tC左右，请估算这段时间消耗的氧气质量。 第 2 页 六、 （ 14 分） 初始参数为 1 0.1p MPa 、 1 27tC的空气 （ 可视为 比热容 为定值的理想气体 ） ，经某叶轮式压气机压缩后达到 2 1.0p MPa 。若此压缩过程的绝热效率为 , 0.92cs ，请问压缩过程结束时空气的温度是多少？ 七、 （ 16 分） 某一次抽汽回热循环的 如右 图所示，其中蒸汽在汽轮机中不可逆绝热膨胀，其余过程 均 可视作可逆。已知：3010 /mh kJ kg ， 1 3468 /h kJ kg ， 1 6 .4 3 1 2 / ( )s kJ kg K，2 2134 /h kJ kg ， 820 /mh kJ kg ，2 165 /h kJ kg ， 6 .5 2 0 1 / ( )mas kJ kg K， 2 6 .6 5 3 2 / ( )as kJ kg K，且蒸汽轮机的相对内部效率为 0.90T ，忽略循环中泵的耗功。试确定： （ 1）抽汽量 、循环的净功 w0和热效率 t； （ 2）若环境温度为 0 28tC，试求蒸汽流过汽轮机时的 火用 损失。 八、 （ 16 分） 某氨蒸气压缩制冷循环中，氨从冷库出来时处于饱和蒸气状态 1，1 10tC ；接着经过压缩机不可逆绝热压缩 达到状态 2， 2 45tC，2 1780.1 /h kJ kg ；然后经过冷凝器冷凝成饱和液体状态 3， 3 30tC；最后流经 节流阀和冷库，完成 此 循环。试求： （ 1） 画出此循环过程的 T-s图； （ 2） 求此循环的制冷量和制冷系数； （ 3） 氨流经节流阀时引起的熵产。 氨的有关热力性质参数如下 表所示： t ( ) h (kJ/kg) h” (kJ/kg) s(kJ/(kg. K) s”(kJ/(kg. K) -10 134.41 1430.8 0.5408 5.4673 30 322.42 1466.3 1.2005 4.9738
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