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2016年浙江农林大学旅游与健康学院工程热力学复试笔试最后押题五套卷

  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。 室温下,

制冷温度为

2. 膨胀功、流动功、轴功和技术功之间有何区别?有何联系?

【答案】对流动工质,微分形式能量方程:

所以有

3. 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。

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。

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。 【答案】(1)不可逆。属有限温差下的传热过程,所以不可逆。

(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. 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:

6. 什么是露点温度?含湿量为10g/kg (干空气),温度分别为的露点温度较高?

【答案】露点温度(dew temperature )是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下,冷却到饱和时的温度。形象地说,就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值,但一般用它来表示湿度 呢。这是因为,当空气中水汽已达到饱和时,气温与露点温度相同;当水汽未达到饱和时,气温一定高于露点温 度。所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。

的湿空气:

则有所以两个状态的露点温度相等。 和的湿空气,哪个状态焓的定义式: 理想气体定容过程焓的变化:

7. 实际空气制冷循环不可逆损失主要来自哪里?如何减少?

【答案】(1)空气压缩式制冷是利用常温下将较高压力下的空气进行绝热膨胀将获得低温低压的空气这一原理获得所需的低温,其工作原理图如1所示,图如图2所示。

图 1 图 2

低温低压的空气在冷室的盘管中定压吸热升温后进入压缩机,被绝热压缩提高压力,同时温度也升高,然后 进入冷却器,被外界冷却水冷却到接近常温后再进入膨胀机。压缩空气在膨胀机内进行绝热膨胀,压力降低同时 温度也降低。将低温空气引入冷室的换热器,在换热器盘管内定

压吸热,从而降低冷室的温度,空气吸热升温后又被吸入压缩机进行新的循环。

(2)实际空气压缩式制冷中,压缩机和膨胀机在压缩膨胀过程中由于机械运动或多或少总是存在摩擦,故存在摩擦损失;冷却器和蒸发器中放热和吸热过程也是在温差作用下进行的,故存在非平衡损失。

(3)要减少这些损失,只有通过尽量减小传热过程存在的温差和减小机械运动的摩擦来减少不可逆损失。 实际应用中,常采用回热等措施,减小压缩、膨胀中的不可逆损失。

8. 某一工质在相同的初态1和终态2之间分别经历2个热力过程,一个为可逆过程一个为不可逆过程,试比较这两个过程中相应外界的熵变化量哪一个大,为什么?

【答案】工质经历相同的两个过程,

因此熵变

相同情况下,相同。设

由于可逆过程

由此可知,不可逆过程相应外界熵变化量大。

二、综合分析题

9. —刚性绝热容器用隔板分成两部分(图)

求过程作功能力损失。设空气的比热容可取 定值,

左侧有1kg 空气

, 右侧为真空。抽去隔板,气体扩散到整个容器内,系统恢复平衡后,

【答案】取全部空气为系统-闭口系。由于向真空作自由膨胀,则

所以

由于温度不变,所以终态压力

过程的熵变

过程绝热

因此