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2017年四川大学工程热力学复试仿真模拟三套题

  摘要

一、名词解释

1. 可逆过程与不可逆过程。

【答案】可逆过程:沿原路反向进行使系统恢复到原状态之后,给系统和外界均没有留下任何影响;不可逆过程:沿原路反向进行使系统恢复到原状态之后将给外界留下某种不可消除的影响。

二、简答题

2. 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。

3. 已知房间内湿空气的

【答案】沿温度值为

温度,试用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。

4. 写出熵和焓的定义式,理想气体定容过程焓的变化

【答案】熵的定义式:

5. —个门窗敞开的房间,若室内空气的压力不变而温度升高了,问室内空气的总热力学能怎样变化?比热力学能又怎样变化?

【答案】室内空气的总热力学能不变,比热力学能增加。

6. 写出下列计算式的适用条件:

焓的定义式:

理想气体定容过程焓的变化:

【答案】①式的适用条件是理想气体的任意过程,或者实际气体的定容过程;②式的适用条

件是任意工质的可逆过程。

7. 试分析与比较湿空气露点温度、干球温度、湿球温度的大小。

【答案】对未饱和空气,干球温度>湿球温度>露点温度。从湿球温度的形成可知,虽然总压力保持不变,由于空气含湿量的增加,水蒸气的分压力是不断增加的,因而通常湿球温度高于露点温度,同时由于蒸发的冷却作用,湿球温度低于干球温度对于饱和湿空气,三者温度都相同。

三、计算题

8. 有

空气,初态参数为

问此过程的多变指数多少,膨胀功多少?工质热力学能变化多少? 【答案】由多变过程方程

可得:

其中,

所以多变指数为:

过程的膨胀功为:

工质热力学能变化为:

9. 空气依次经绝热压缩过程12、定容加热过程23、绝热膨胀过程34、最后经定压放热过程41完成一个理想循环。已知循环的压缩

空气可视为定比热容理想气体,气体常数

求该理想循环的热效率。 【答案】为定压过程,故有:

依据理想气体状态方程

可知单位质量理想气体的比容为:

1-2过程为绝热过程,可知

又由理想气体状态方程

经历一可逆多变过程膨胀到

循环吸热

量绝热指数(热容比)

代入可求得:

2-3过程定容加热过程,有

可求得:

3-4过程绝热过程,可知:

又由理想气体状态方程

因此循环放热量为:

故循环的热效率为:

10.写出开口系非稳定流动能量方程式,并由其导出稳定能量方程式。

【答案】开口系非稳定流动能量方程式:

对于稳定流动,有

故上式简化为:

或其积分形式为:

对于单位质量流体工质为:

11.空气压缩制冷装置的空压机,吸入来自低温室的空气,吸气压力压缩机中被绝热压缩至使其温度升至

温度

在然后进

可求得:

后进入冷却器,在其中定压冷却,温度降低至

入膨胀机在其中绝热膨胀至初始压力而进入低温室,空气在低温室中定压吸取被冷却物体的热量

再被吸入压缩机。

求:(1)空气进入低温室时的温度。 (2)循环的理论功。 (3)装置的制冷系数。