2018年南京航空航天大学能源与动力学院917工程热力学[专业硕士]考研核心题库
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一、简答题
1． 在最高温度及最高压力一定时，活塞式内燃机三种理想循环的热效率的大小关系是怎样的？试利用
图进行分析。
图如图所示。
【答案】在最高温度及最高压力一定时，活塞式内燃机三种理想循环的热效率的大小关系是
图
2． 什么是可逆过程？经历一个不可逆过程后，系统是否还能恢复原来的状态？为什么？
【答案】若系统在完成某一过程后，能够沿着该路径逆行而使系统及外界都回复到原来的状态，没有其他任何变化，则称此过程为可逆过程，否则则为不可逆过程。经历一个不可逆过程后，系统是能够恢复到原来的状态的。所谓不可逆过程，是指完成一个过程后，系统和外界不可能同时恢复到原来的状态，所以只有系统本身恢复到原来的状态是可能的，只是包括系统和外界在内的整个系统则一定不能恢复到原来的状态。
3． 什么是化学反应的热效应？若反应物和生成物均为理想气体，那么定压热效应和定容热效应之间有什么关系？
【答案】当系统经历一个化学变化时，当系统只做容积变化功，且所得生成物和反应物的温度相等时，这时lKmol 主要反应物或生成物所吸收或放出的热量称为化学反应的热效应。
其中定压热效应为：
定容热效应为：
所以二者有如下关系：
4． 什么是制冷系数？试说明逆卡诺循环制冷系数的表达式。
【答案】制冷系数是指制冷过程中制冷量与实际耗功量的比值，
即如图所示，逆卡诺循环制冷系数的表达式为
：
图
二、计算题
5． 活塞式内燃机的定容加热循环,
其初始状态为780kJ/kg，工质视为空气
，
（1
）确定循环
图和
图。
（2）求循环热效率和净功率。 （3）计算循环最高压力及最高温度。 （4）分析提高循环热效率的热力学措施。 【答案】（1
）循环
图和
图如图所示。
压缩比为8, 对工质加入热量为
图
（2
）由
可知：
因此可得：
加入热量
可知状态3和状态4的温度分别为：
定熵压缩过程消耗的功为：
定熵膨胀所作的功为：
则循环热效率为：
净功率为：
（3）由（2）可知，循环过程中的最大压力和最高温度分别为：
（4
）由定容加热循环热效率公式
可知
，
随着压缩比的增大而提高，但由于汽
油机在吸气过程中吸入的是空气和汽油的混合气，受其自然温度的限制，压缩比不能任意提高。实际汽油机的压缩比在5～10 变化，这低于柴油机的压缩比。 6． 如图所示为某一燃气轮机装置，已知压气机进口处1
空气的比焓空气温度升高，比焓增为
流速增加到
问:（1
）若空气流量为（2
）若燃料的发热值
（4）燃气轮机的功率为多少kW? （5）燃气轮机装置的总功率为多少kW?
经绝热压缩后，
的速度进入
在截面2
处空气和燃料的混合物以
燃烧室，在定压燃烧过程中，工质吸入热量
叶片中热力状态不变，
最后离开燃气轮机的速度
燃烧后燃气进入喷管绝热膨胀到状态
此燃气进入燃气轮机动叶片，推动转轮回转做功。若燃气在动压气机消耗的功率为多少kW?
燃料的消耗量为多少kg/s?
（3
）燃气在喷管出口处的流速是多少m/s?
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