2017年西南石油大学流体力学综合I(工程热力学与传热学、油气管道输送)之工程热力学复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、名词解释
1． 自由能与自由焓。
【答案】
称为自由能，它是定温-定容系统的内能中可用于做功的部分；
G=H-TS称为自由焓，它是定温-定压系统的焓中可用于做功的部分。
二、简答题
2． 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。
3． 压缩蒸汽制冷循环采用节流阀来代替膨胀机，压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法？为什么？
【答案】不可以。因空气的绝热节流系数几乎为0, 因而采用节流阀不可能有显著的膨胀降温效果，即不能制冷。
4． 试分析下列各热力过程是否为可逆过程，如不可逆，请说明理由，若不一定可逆，说明在什么条件下可逆。
（1）将热量从温度为
的热源缓慢传递给处于平衡状态的
的冰水混合物。
（2）通过搅拌器作功使水保持等温的汽化过程。
（3）在一绝热的气缸内进行无内、外摩擦的膨胀或压缩过程。 （4）
的水蒸气缓慢流入一绝热容器与
的液态水相混合。 缓慢加热到
（5）在一定容积的容器中，将定量工质从（2）不可逆。属功转热过程。
（3）不一定可逆，若过程为准静过程则可逆，否则不可逆。 （4）可逆。
（5）不一定可逆，若热源温度随时保持与工质相同，则可逆。
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：
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【答案】（1）不可逆。属有限温差下的传热过程，所以不可逆。
6． 在T-s 图上表示理想气体由状态1等熵膨胀到状态2时技术功的大小。并说明为什么。
【答案】如图所示。
图
为等熵过程，有为等压过程，有：
压过程中吸热量相等，如图中阴影部分。
7． 为什么在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是呈现节流冷效应？
【答案】在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是降压性温，所以呈现节流冷效应。
所以：
等熵过程中的技术功与等
三、计算题
8． 如图所示，容器A 中装有一氧化碳
压力为想气体，气体常数
温度为
A 。若要求压力平衡时气体的温度为
压力为
温度为
容器B 中装有一氧化碳
气体由B 流向
为理
②过程的吸热量
A 和B 之间用管道和阀门相连。现打开阀门，
试求：①平衡时的终压力定容比热容
图
【答案】容器A 的体积：容器5的体积：取
中的气体为系统，系统中的总质量和总体积分别为：
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所以可得终态时的气体压力为：
另外，系统不对外作功，所以吸热量为：
9． 燃气以
（1）计算理论出口温度（2）lkg 燃气作出的理论功（4）若燃气流量为每分钟燃气：
的状态进入燃气轮机，出口压力为
并表示在
图上；
，（标准状态）出口流速为
求排气管道的最小直径（m ）。
（3）若燃气轮机的相对内效率是0.86, 计算实际出口温度
【答案】（1）燃气在燃气轮机内可看做是可逆绝热过程，因而有：又由
可得：
代入数据后解得：
（2）1到2过程的容积变化功为：
可得：
（3）依据相对内效率公式
有：
图如图所示。
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