2018年华北电力大学(北京)能源动力与机械工程学院824工程热力学考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 采用两级活塞式压缩机将压力为0.1MPa 的空气压缩至2.5MPa , 中间压力为多少时耗功最小？
【答案】当两级的增压比相等时，耗功量达到最小值。最小值为：
2． 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
3．
试画出蒸气压缩式热泵下的
【答案】
蒸气压缩式热泵下的
图，并用各状态点的焓表示出其制热系数。 图如图图所示：
图
制热系数为
：
4． 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。
二、填空题
5． 一活塞式内燃机的理想循环，
若活塞在下止点位置时气缸容积为内容积为
【答案】
6．
在系统从温度为
为
提高
的热源中吸收热量
的过程中，若该吸热过程为可逆并且环境温度
为_____; 若热源与系统之间有为_____。
余隙容积为
进气压力为
压缩后气体的出口压力为
那么
活塞在上止点位置时气缸
那么此循环的压缩比为_____。循环效率随压缩比的提高呈现_____的趋势。
时，
此系统从热源获得的有效能【答案】
为_____，无效能为_____，无效能
的温差，
则此系统从热源获得的有效能 7．
活塞式压气机的气缸容积为
该压气机的增压比为_____，排量为_____。如果该压气机的压缩过程可以按可逆定温或可逆绝热进行，则压缩单位质量空气压气机耗功以_____过程为大。
【答案】
可逆绝热过程
三、计算题
8． 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。 9． —压气机，要求将温度为295K 的空气从0.1MPa 压缩到0.6MPa 。则此压气机的压比为多少？如果采用 单级压缩，压缩过程为可逆绝热，问压缩每kg 空气需要耗功多少？如果采用两级压缩，级间最大程度冷却时， 最有利的中间压力为多少？压缩功又为多少？
【答案】
此压气机压比为绝热指数为：
采用单级压缩，因可逆绝热过程，可求得压缩终了气体的温度为：
消耗的功为：
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