2018年大连海事大学轮机工程学院807轮机工程基础之工程热力学考研基础五套测试题
● 摘要
一、计算题
1．
压力力为
温度
的蒸汽，经节流阀后，压力降为
再经喷管射入压
的大容器中，
若喷管出口截面积
试求：（1）节流过程熵增及作功能力损失。
（2）应采用何种喷管？其出口截面上的流速及喷管质量流量是多少？ 已知
：
各状态的参数如表所示。
表
【答案】（1）由于节流过程绝热，
所以过程中熵流所以做功能力损失为：
则熵产：
（2）忽略进入喷管时蒸汽的流速，
所以有因为
根据能量方程，
有
所以
故应该采用渐缩渐扩喷管。
忽略初速度，则有：
所以质量流量为：
2． —
叶轮压气机质量流量
空气不可逆扩压到0.5MPa ，绝热效率为0.92,
空气比热按定值比容
则喷管出口临界压力为：
求进出口的熵差、熵流、熵产和做功能力损失。环境
【答案】
图如图所示，1-2过程为可逆绝热过程，1-2' 过程为实际的不可逆过程。
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图
依据绝热过程方程可求得经历可逆绝热过程时出口的温度为：
由绝热效率
可得：
进出口熵差：
由压气机的压气过程可认为是绝热的，故:由稳态稳流的绝热过程熵方程式知熵产为：
做功能力损失为：
3． 气流等熵流过收缩喷管，
已知喷管进口截面面积为
和
绝热指数为
背压为气体常数为
进口压力、温度和马赫数分别为
试求出口截面最小截面气流速度、流量和最小截面积。已知
【答案】依题意可知，入口处的面积、压力、温度、马赫数分别为：
当地声速为：
又由马赫数的定义式
可知，入口处的速度为：
滞止焓为：
可得到滞止温度为：
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滞止压强为：
因而出口的临界压强为：
出口的临界压强大于背压，因而出口处的实际压强即为临界压强
：可计算的出口处的温度为：
依据理想气体状态方程
可得，入口处的比容为：
则可计算得质量流率为：
得到出口处的最小截面积为：
4．
已知燃气的入压力为
绝热指数
的空间。若进口压力
流速
以流量
流经一喷管进
问：（1）为使燃气充分膨胀，应选择哪种形式的喷管？
（2）若流动过程可逆，则出口截面上的流速和气体温度为多少？ （3）该喷管的最小流通截面积是多少？
【答案】（1）首先因为燃气在喷管的入口处有初速度，可以先求出滞止参数： 滞止温度
：滞止压力
：临界压力比
：所以有临界压力为
：
因为临界压力
大于出口背压力
所以要使燃气充分膨胀，要选择渐缩渐扩型喷管。