2017年中国科学技术大学核科学技术学院833热工基础之工程热力学考研导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、简答题
1． 某完全气体初态压力为在经绝热节流后压力为为节流后
2． 实际空气制冷循环不可逆损失主要来自哪里？如何减少？
【答案】（1）空气压缩式制冷是利用常温下将较高压力下的空气进行绝热膨胀将获得低温低压的空气这一原理获得所需的低温，其工作原理图如1所示，图如图2所示。
设环境压力为且请图上画出三条等压线，并表示出绝热节流过程的做功能力损失的大小。说明为什么？ 【答案】
三条等压线如图所示。节流前
损失即作功损失：
图 1 图 2
低温低压的空气在冷室的盘管中定压吸热升温后进入压缩机，被绝热压缩提高压力，同时温度也升高，然后 进入冷却器，被外界冷却水冷却到接近常温后再进入膨胀机。压缩空气在膨胀机内进行绝热膨胀，压力降低同时 温度也降低。将低温空气引入冷室的换热器，在换热器盘管内定压吸热，从而降低冷室的温度，空气吸热升温后又被吸入压缩机进行新的循环。
（2）实际空气压缩式制冷中，压缩机和膨胀机在压缩膨胀过程中由于机械运动或多或少总是存在摩擦，故存在摩擦损失；冷却器和蒸发器中放热和吸热过程也是在温差作用下进行的，故存在非平衡损失。
（3）要减少这些损失，只有通过尽量减小传热过程存在的温差和减小机械运动的摩擦来减少不可逆损失。 实际应用中，常采用回热等措施，减小压缩、膨胀中的不可逆损失。
3． 试在图和图上绘出理想混合加热循环图并说明压缩比、定容升压比及定压预胀比的定义。
【答案】如图所示。
图
压缩比：定容升压比：定压预胀比：
4． lkg 理想气体，从同一初态经过绝热过程膨胀到达另一相同压力，如一个是可逆过程，另一个是不可逆过程，试:（1）画出两过程的【答案】（1）图及图和图；（2）比较两过程膨胀功的大小。 图如图所示。
图
5． 为什么图上过同一点的气体定容线要比定压线陡一些？
有为图上定容曲线斜率，该【答案】对定容过程，
根据
斜率与比热成反比例。
对定压过程，根据
热成反比例。 有为图上定压曲线斜率，该斜率与比
因为定压比热容大于定容比热容，所以可知过图上任一点的定容线陡于定压线。
室温下，
制冷温度为 6． 某人声称使用新式热力循环和高技术开发出一种新型节能冷柜，在
时，制冷系数仍可以达到4, 请你判断一下是否可能实现。
【答案】过程可逆时，
所以不可能实现。
7． 有时为获得较高压力的压缩气体，往往采用多级压缩，问采用多级压缩有何好处？
【答案】采用多级压缩，可以使每一级的增压比不是很大，从而大大提高压缩机的容积效率。另外，采用多级压缩可以采用中间冷却措施，使高压级的压缩终温不会很高，少耗功。
8． 水蒸气的朗肯循环，其放热过程为定温过程，吸热过程也有部分是等温的，而人们又常说定温吸热和定 温放热最为有利，可是为什么在大多数情况下蒸汽循环反较柴油机循环的热效率低？
【答案】卡诺循环的吸热过程和放热过程都是等温进行的，卡诺循环热效率也是最高的，但是并不代表等温吸热 和等温放热就一定有利，真正决定热效率的要看吸热量和放热量的多少。吸热越多、放热越少，则循环的热效率 就越尚。蒸汽循环与柴油机循环相比，在放热过程中，蒸汽动力循环工质的放热温度与环境介质的吸热温度温差较小，且工质保持定温，所以放热量小。而柴油机循环的放热过程接近定容，放热的终了，排气温度仍然高于环境的温 度，所以放热量较高。但是在吸热过程中，蒸汽动力循环吸热过程温度较低，而柴油机循环中采用吸热前压缩气 体，使气体的平均吸热温度提高，在吸热量上比起蒸汽循环要多得多。所以在大多数情况下，蒸汽动力循环反较 柴油机循环的热效率低。
二、计算题
9． 气缸内的正丁烷
积为
得初、终态
【答案】
因为初态
理想气体等温过程下从 终态所以在过程中可以近似把正丁烷当做理想气体。所以过程功为：
10．如图1为一水蒸气动力循环简图。为了提高循环热效率采用了抽汽回热，回热加热器为一表
进入汽轮机的蒸汽压力为3.0MPa , 温度为面式加热器。汽轮机出口处的压力为0.005MPa ,
抽汽压力为0.5MPa 。抽汽在回热器中放热后全部变为饱和水，通过节流阀后，在冷凝器中与汽轮机排汽混合。设进入锅炉中水（点5）的 温度与回热器中抽汽出口状态（点B ）的温度相同。
在忽略泵功的情况下，试求：
（1）画出循环的
（2）抽汽量 图。 被可逆等温压缩到临界温度若初始时体查况N-O 图，试求过程功。已知，正丁烷临界压力（3）每千克蒸汽在汽轮机中所作的功。
（4）蒸汽吸热量、放热量和循环热效率。