工程热力学1期末试题+答案.doc

2023工程热力学Ⅰ考题〔A〕

一、简答题〔共30分〕

图11、图1中循环1-2-3-a-1和循环1-b-3-4-1都是不可逆循环。有人判断循环1-2-3-a-1的热效率高于循环1-b-

图1

2、有一种热机，以水蒸气为工质，循环的高温热源温度为1200K，低温热源温度为300K，循环的热效率。现将循环工质改成理想气体，那么循环的热效率与原循环热效率比拟将发生什么样的变化？为什么？〔10分〕

3、“水蒸气的朗肯循环中乏汽在冷凝器中凝结释放出大量热量，有人提出将汽轮机排出的乏汽直接送回锅炉可提高水蒸气循环的热效率。〞请据热力学根本定律出发评估这种观点。〔10分〕

二、计算题〔共70分〕

1、一种切割工具利用从喷嘴射出的高速水流切割材料，供水压力为200kPa、温度20℃，喷嘴内径为0.002m时，射出水流温度20℃，压力100kPa，流速1000m/s，在200kPa、20℃时，

2、某太阳能供暖的房屋用5×8×0.3m的大块混凝土板作为蓄热材料，该混凝土的密度为2300kg/m3，比热容0.65kJ/(kg·K)。假设混凝土板在晚上从23℃冷却到18℃〔室内温度〕，

图2

3、某活塞式内燃机定容加热理想循环〔图2循环1-2-3-4-1〕，压缩比ε=10，压缩冲程的起点状态是t1=35℃、p1=100kPa。加热过程中气体吸热650kJ/kg。假定比热容为定值，且cp=1.004kJ/〔kg·K〕，κ=1.4，求：〔1〕循环中各点的温度、压力和循环热效率；〔2〕假设循环压缩过程和膨胀过程均不可逆，两过程的熵产分别为0.1kJ/(kg·K)和0.12kJ/(kg·K)，求工质经循环后的熵变；〔3〕假设膨胀过程持续到5〔p5=p1〕，画出循环T-s图，并分析循环热效率提高还是下降。〔10+5+5

4、空气在轴流压缩机中被绝热压缩，压力比为4.2，初终态温度分别为30℃和227℃。假设空气作理想气体，比热容取定值,气体常数=287；=1005。试计算〔1〕压气机的绝热效率；〔2〕压缩过程的熵变和作功能力损失〔t0=20℃〕〔10+5分〕。

5、利用水蒸气取暖，进入散热器的湿饱和水蒸气温度为100℃，，流出时为饱和水，散热器内近似压力不变。假设为维持室内温度恒定为20℃需供热72000kJ/h。求：〔1〕水蒸气的流量()；〔2〕以散热器为系统，求过程的熵变、熵流、熵产及损失，环境大气温度为0℃〔7+8分〕

饱和水和饱和水蒸气表摘录

0

0.01

5

15

25

35

70

100

110

0.0006112

0.0006117

0.0008725

0.0017053

0.0031687

0.0056263

0.031178

0.101325

0.143243

000000000206.154

206.012

147.048

77.910

43.362

25.222

5.0443

1.6736

1.2106

-0.05

0.00

21.02

62.96

104.77

146.59

293.01

419.06

461.33

2500.51

2500.53

2509.71

2528.07

2546.29

2564.38

2626.10

2675.71

2691.26

2500.6

2500.5

2488.7

2465.1

2441.5

2417.8

2333.1

2256.6

2229.9

-0.0002

0.0000

0.0763

0.2248

0.3670

0.5050

0.9550

1.3069

1.4186

9.1544

9.1541

9.0236

8.7794

8.5560

8.3511

7.7540

7.3545

7.2386

0.001

0.003

0.004

0.005

0.01

0.02

0.05

0.1

0.2

0.5

6.9491

24.1142

28.9533

32.8793

45.7988

60.0650

81.3388

99.634

120.240

151.867

0.0010001

0.0010028

0.0010041

0.0010053

0.0010103

0.0010172

0.0010299

0.0010432

0.0010605

0.0010925

129.185

45.666

34.796

28.191

14.673

7.6497

3.2409

1.6943

0.88585

0.37486

29.21

101.07

121.30

137.72

191.76

251.43

340.55

417.52

504.