2017年沈阳航空航天大学工程热力学复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、名词解释
1． 闭口系统与开口系统。
【答案】物质不能透过边界，即与外界与质量交换只能有能量交换的热力系统，称为闭口系统。物质可以透过外界，即与外界既可有质量交换又可有能量交换的热力系统，称为开口系统。闭口系统控制质量，开口系统控制空间范围。
二、简答题
2． 均质等截面的直杆夹持在分别维持恒温和
不改变，杆子任意截面的温度
和
的两物体之间（图）。经验告诉我们，只要
也不随时间改变而保持恒定。试问杆子是否处于平衡状态？
图
【答案】杆子仅是处于稳定状态而非平衡状态。因为杆子各截面温度维持恒定是在外界（温度为
和
的两个物体）的作用下才成立的，如果撤除
和
的两个物体，杆子各截面将逐渐趋
于均匀一致，所以杆子是处于稳 定状态而非平衡状态。由此可得，平衡必稳定；稳定未必平衡。
3． 若封闭气缸内的湿空气定压升温，问湿空气的如何变化？
【答案】若封闭气缸中的湿空气定压升温，则混合气体中的水蒸气的温度也升高，对应的饱和压力也一起升高，但是由于混合气体的压力一定，所以水蒸气的质量和分压不变，因此，湿空
气的焓
升高，相对湿度
由于
不变和
增大而下降，含湿量
由于混合气体的成
分未改变而不变。
4． 气体在喷管中流动，欲使超间速气加速，应采用什么形式的喷管？为什么？
【答案】由题意可知
，
此时的马赫数
故要使超音速气流加速，必
须增大喷灌的截面积，所以用渐扩喷管增加流速。
5． 如何确定多级压缩、级间冷却压气机的各级増压比？
【答案】设为m 级压气缩，级间冷却，
初压，p 为终压，则最佳增压比为：
6． 定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多少？
【答案】定压：
定温
绝热温度为
定容的冰
自周围环境吸热融化为水，再继续吸
7． 在温度为的环境中，质量热升温至环境温度损失大小。
【答案】过程的
图如图所示。
试在
图上示出此过程造成的环境熵变、冰及水的熵变、熵产量和可用能
图
图中，1-2水平线段为冰吸热融解的过程；2-3曲线为水吸热升温的过程；4-5水平线段为环境大气的放热过程。
图中
表示环境的熵减量；
表示冰、水的熵增量；
表示过程造成的熵产量；带有阴影
线的部分表示过程造成的可用能损失的大小。
三、计算题
8． 活塞式压气机从大气吸入压力为0.1MPa
、温度为入喷管时空气压力为0.7MPa , 温度为
试求:（1）流经喷管的空气流量；
（2）压气机每小时吸入大气状态下的空气体积（3）压气机的耗功率； （4）将过程表示在T-S 上；
（5）要使气体在喷管中充分膨胀到大气压力，应采取什么措施？为什么？（空
气
）
；
的空气，
经
的多变过程压缩到
0.7MPa 后进入一储气筒，再经储气筒上的渐缩喷管排入大气，如图所示。由于储气筒的散热，进
已知喷管出口截面积为
图
【答案】
（1）在喷管出口处：
所以：
喷气管入口处：
喷气管出口处：
喷管出口的流速为：
所以可以得到流经喷管的空气流量为：
（2）根据空气流量折算体积流量：
（3）压气机把0.1MPa 的空气，经
的多变过程压缩到0.7MPa ，过程中耗功量为：
（4）将该过程表示在
图上如图所示。
图
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