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仿真模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 画出蒸汽压缩制冷系统的
【答案】蒸汽压缩制冷系统的
图，并说明各过程是在哪个设备中完成的。
图如图所示。
图
其中，
在压缩机中完成；
在冷凝器中完成；
在节流阀中完成；
在冷藏库（蒸发
器）中完成。
2． 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：
3． 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。
【答案】（1）不可逆。属有限温差下的传热过程，所以不可逆。
4． 某系统处于某一状态，该系统的Exergy 指的是什么？
【答案】 Exergy 指的是系统从当前任意状态可逆地变化到与指定环境相平衡的状态时，理论上所能做出的最大有用功或消耗的最小有用功。
做出的最大有用功，如
消耗的最小有用功，如冷量
5． 反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个？写出其定义式。
【答案】
6． 气体在喷管中流动，欲使超间速气加速，应采用什么形式的喷管？为什么？
【答案】由题意可知
，
此时的马赫数
故要使超音速气流加速，必
须增大喷灌的截面积，所以用渐扩喷管增加流速。
7． 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。
8． 已知房间内湿空气的温度，试用
【答案】沿温度值为
所以：
等熵过程中的技术功与等
图定性的确定湿空气状态。
交于一点a , 从a 点沿等焓线与温度
的温度线，与相对湿度线
值为？的温度线交于一点h 6点的室内空气状态参数，如图所示。
图
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：
10．1kg 压力为lbar 、温度为将湿空气温度提高到
水蒸汽饱和压力0.0234bar
;
气体常数
相对湿度
的湿空气，贮存于密闭刚性容器内。试计算
时, 对应
干空气的比
热
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
所需加入的热量、终态压力、相对湿度。已知：空气温度为
时，对应水蒸汽饱和压
力
【答案】依题意可知，该湿空气的含湿量为：
所以有湿空气初态和终态的焓分别为：
由
则将湿空气温度提高到
可知lkg 湿空气中干空气的质量为：所需加入的热量为：
由
可得终态压力为：
加热过程d 不变，即：
可得相对湿度为：