华东理工大学工程热力学考试复习题硕士文档格式.docx
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一
二
三
四
五
六
七
总分
得分
评卷人
一、填空题(共20分,每空格2分)
1.朗肯循环热效率的高低取决于新蒸汽的_____焓h1_________、排气的____焓h2__________以及排气压力下的饱和水的____焓h1’__________。
2.一切不可逆过程都是朝着使能量品质
贬质
的方向进行的。
3.喷管外形的选择取决于滞止压力p0和背压pb,当pb≥pcr时选用
渐缩喷管。
4将机械能转化为热能的循环叫逆向循环。
5.相对湿度ϕ越小,湿球温度计上水分蒸发得
快,干、湿球温度计的温差就大
。
6.水的临界点:
压力pcr=
22.064
MPa,温度Tcr=
647.14K。
二、(15分)
空气在压气机中被压缩。
压缩前空气的参数为p1=0.1MPa,v1=0.845m3/kg;
压缩后的参数为p2=0.8MPa,v2=0.175m3/kg。
设在压缩过程中每千克空气的热力学能增加146.5kJ,同时向外放出热量50kJ。
压气机每分钟产生压缩空气10kg。
求:
(1)压缩过程中对每千克空气作的功;
(2)每生产1kg压缩空气所需的功(技术功);
(3)带动此压气机所用电动机的功率。
三、(10分)
直径为1m的球形刚性容器,抽气后真空度为752.5mmHg
(1)求容器内绝对压力为多少Pa;
(2)若当地大气压为0.1MPa,求容器外表面受力为多少N?
四、(15分)
某种理想气体初态时p1=520kPa,V1=0.1419m3,经放热膨胀过程,终态的压力p2=170kPa,V2=0.2744m3,过程中焓值变化
H=-67.95kJ。
已知该气体的比定压热容Cp=5.20kJ/(kg·
K),且为定值,试求:
(1)
热力学能变化量
U;
(2)
比定容热容Cv和气体常数Rg。
五、(15分)
一体积为0.15m3的储气罐,内装有P1=0.55Mpa,t1=38℃的氧气。
今对氧气加热,其温度、压力将升高。
罐上装有压力控制阀,当压力超过0.7Mpa时阀门自动打开,放走部分氧气,使罐中维持最大压力0.7Mpa。
问当罐中氧气温度为285℃时,对罐内氧气共加入了多少热量?
设氧气的比热容Cv=0.677kJ/(kg·
K)、Cp=0.917kJ/(kg·
K)。
六、(10分)
m=1×
106kg、温度t=45℃的水向环境放热,温度降低到环境温度t0=10℃,试确定其热量火用Ex,Q和热量火无An,Q。
已知水的比热容Cw=4.187kJ/(kg·
七、(15分)
设有一台制冷机在-20℃和30℃的热源间工作,若其吸热为10kW,循环制冷系数是同温限间逆向卡诺循环的75%,装置所消耗的功率为4kW,假设按逆向卡诺循环计算,已知1冷吨=3.86kJ/s,试求:
(1)散热量;
(2)循环净耗功量;
(3)消耗制冷量(冷吨)。
试卷及答案
首页
05-06(A)
05-06(B)
06-07(A)
06-07(B)
B
一、
填空题(共20分,每空格2分)
1.抽汽回热循环会使蒸汽动力装置系统热经济性提高
。
2.工质与外界的热力交换
均为无限小的过程是准平衡过程。
3.热力学第一定律是
能量守恒与转换定律
在热现象上的应用。
4.热力学中的标准状态定为:
压力p0=
1.01325×
105
Pa,温度T0=
273.15K。
5.单位物量的物体温度升高1度所需的热量叫
比热容。
6.孤立系统的熵可以增大,或保持不变,但不可能减小。
7.喷管外形的选择取决于滞止压力p0和背压pb,当pb<
pcr时选用
缩放
喷管。
二、(10分)
容器中的真空度pv=600mmHg,气压计上水银柱高度为755mm,
(1)求容器中的绝对压力(以Mpa表示)
(2)如果容器中的绝对压力不变,而气压计上水银柱高度为770mm,求此时真空表上的读数(以mmHg表示)是多少?
在冬季,某加工车间每小时经过墙壁和玻璃等处损失热量3×
106kJ,车间中各种机床的总功率为375kW,且全部动力最终变成了热量。
另外,室内经常点着50盏100W的电灯。
为使该车间温度保持不变,问每小时需另外加入多少热量?
混合气体各组分的摩尔分数为xco2=0.4、xo2=0.4、xN2=0.2,混合气体的温度t=50oC,表压力pe=0.04MPa,气压计上读数为pb=750mmHg。
试求:
(1)体积V=4m3的混合气体的质量;
(2)混合气体在标准状态下的体积。
3kg空气,某种理想气体初态时p1=1MPa,T1=900K,绝热膨胀到p2=0.1Mpa。
设比热容为定值,Cv=718J/(kg·
K),Cp=1005J/(kg·
K),绝热指数k=1.4,求:
终态参数T2和v2;
;
过程功和技术功;
(3)
U和
H。
六、(15分)
设工质在TH=1000K的恒温热源和TL=300K的恒温冷源间按循环a-b-c-d-a工作
(见图1),工质从热源吸热和向冷源放热都存在50K的温差。
(1)计算循环的热效率;
(2)设体系的最低温度即环境温度T0=300K,求热源每供给1000kJ热量引起的火用损失I1和I2及总火用损失。
一逆向卡诺制冷循环,其性能系数为4,问高温热源与低温热源温度之比是多少?
若输入功率为1.5kW,试问制冷量为多少冷吨?
(已知1冷吨=3.86kJ/s)
华东理工大学2005–2006学年第一学期
2005.12
过程03级考试形式:
1.热力学温标的基准点采用水的三相点,并规定该点温度为
273.16K。
3.热力学第一定律是能量守恒与转换定律
273.15K。
比热容。
6.孤立系统的熵可以增大,或保持不变,但不可能减小。
有一绝对真空的钢瓶,当阀门打开时,在大气压力pb=1.013×
105 Pa的作用下,有体积为0.1 m3的空气输入钢瓶,求大气对输入钢瓶的空气所作的功。
三、(15分)
空气以qm=0.012kg/s的流速稳定流过压缩机,空气按可逆绝热压缩,入口参数p1=0.102MPa,T1=305K;
出口压力p2=0.51MPa,然后进入储气罐。
比热容取定值cp=1.004kJ/(kg·
K);
k=1.4。
(1)1kg空气的焓变
h和熵变
s。
(2)该压缩机的技术功。
五、(20分)
利用逆向卡诺机作为热泵向房间供热,设室外温度为-5℃,室内温度保持20℃。
要求每小时向室内供热2.5×
104kJ,试求:
(1)每小时从室外吸收多少热量?
(2)此循环的供暖系数多大?
用管子输送压力为1MPa、温度为300℃的水蒸气,v=0.258m3/kg。
若管中允许的最大流速为100m/s,问水蒸气的质量流量为12000kg/h时管子直径最小要多大?
05-06(A)
1.热动力装置的工作可概括成为工质从高温热源吸收热能,将其的一部分转化为机械能,并把余下的一部分传给低温
热源的过程。
2.一切不可逆过程都是朝着使能量品质降低的方向进行的。
3.将机械能转化为热能的循环叫逆循环。
4.相对湿度ϕ越小,湿球温度计上水分蒸发得越快,干、湿球温度计的温差就越大。
5.水的临界点:
压力pcr=
22.064MPa,温度Tcr=
已知新蒸汽流入汽轮机时的焓h1=3232kJ/kg,,流速Cf1=50m/s;
乏汽流出汽轮机时的焓h2=2302kJ/kg,,流速Cf2=120m/s。
散热损失和位能差可略去不计。
试求每千克蒸汽流经汽轮机时对外界所作的功。
气体在某一过程中吸收了50J的热量,同时热力学能增加了84J,问此过程是膨胀过程还是压缩过程?
对外作功是多少(J)?
空气以qm=0.012kg/s的流速稳定流过压缩机,空气按定温压缩,入口参数p1=0.102MPa,T1=305K;
Rg=287J/(kg·
设工质在TH=1000K的恒温热源和TL=300K的恒温冷源间按卡诺热力循环工作,已知吸热量为100kJ,求热效率和循环净功。
(1)理想情况,无任何不可逆损失。
(2)吸热时有200K温差,放热时有100K温差。
空气以cf=180m/s的速度在风洞中流动,用水银温度计测量空气的温度,温度计的读数是70℃。
假设空气在温度计周围得到完全滞止,求空气的实际温度。