2018年东北石油大学土木建筑工程学院813工程热力学考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 某人声称使用新式热力循环和高技术开发出一种新型节能冷柜，在
时，制冷系数仍可以达到4, 请你判断一下是否可能实现。 【答案】过程可逆时
，
所以不可能实现。
温度为的气流以低室温下，
制冷温度为
2． 如图所示设备称为收缩喷管，
是一种使气流速度增大的设备。压力为于音速
的速度
根据质量守恒原理
略不计。若取喷管为系统，问是什么系统？
流入喷管，在喷管内膨胀，压力和温度下降，流速升高，
流出喷管。所
此外可以认为气流流经喷管时散热可忽
图
【答案】开口绝热系。
3． 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。
4．
画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的
图，用各点的状态参数写出：
（1）朗肯循环的吸热量、放热量、汽轮机所做的功及循环热效率。 （2）制冷循环的制冷量、压缩机耗功及制冷系数。 【答案】
画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的
图如图所示。
郎肯循环 蒸汽压缩制冷循环
（1
）参考图，可以得到：
的定压加热过程，吸热量
：
的过程，在冷凝器中进行，放热量：
做工量：
朗肯循环的吸热过程为郎肯循环的放热过程为
汽轮机中，
做功过程为绝热膨胀过程在水栗中被绝热压缩，
接受功量为
相对于汽轮机做功来说很小，故有热效率：
（2
）参考上面的压缩机耗功为
：制冷系数为
：
图，可以得到：
蒸汽压缩制冷循环的吸热量为
：
5． 多股气流汇合成一股气流称为合流。混合气流的熵值是否等于各股支流熵值之和？为什么？应该怎样计算？
【答案】因合流过程常伴有熵产，故混合气流的熵值一般不等于各股支流熵值之和。应该根据混合后气流的具体状态参数进行计算。
6． 闭口系统从温度为300K 的热源中取热500kJ ，系统熵增加20kJ/K，问这一过程能否实现，为什么
【答案】能实现。对于可逆过程的熵有
：增为：
因此该过程可以实现。
7． 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
8． 试写出开口系统能量方程的一般表达式并说明各项的意义。
【答案】开口系统能量方程的一般表达式为：
式中
，
为开口系与外界交换的热量
；
为开口系控制容积内的储存能的变化量
；
为进口处工质的焓
则系统从热源取热时的可能达到的最小熵
为出口处时工质的焓值、动能及位能
；
值、动能及位能
；
为开口系何外界输出的轴功。
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．如图所示，管道1中的空气和管道2中的空气进入管道3进行绝热混合。若管道1气流温度C ，为200°流量为压力
为
流速为
管道2气流温度为
流量为
流速为
混合后的
管道3的直径
为
若空气可视为理想气体而且比热为定值
试求混合后空气的流速和温度。
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
图
【答案】依据质量守恒定律，可知：
混合过程绝热，且与外界无功量交换，依据热力学第一定律知，混合前后能量守恒，有：
又依据理想气体状态方程，可知
：其中
，
即有
：
综上，可解得混合后空气的流速和温度分别为：