2018年上海海事大学商船学院803工程热力学考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、问答题
1． 蒸汽动力循环中，
蒸汽轮机排气压力
个局部来看，在初态不变的前提下
，装置全局分析，并非越低越好。
因为
，
降低，必然要求凝汽器真空度升高，从而凝汽器换热面积增大，冷却水量增对，冷
降低未必带来整体装置经济性增加，这是一个经济性限制。还有蒸汽
降低，
取决于排气温度是否降低，
这个
必须在零度以上。
左右，这是降
总要比冷却水温
却管径增大，使得冷却水泵耗功增加，导致制造成本、初投资和运行费用增加。
综合考虑这些因素
，
轮机排汽为饱和湿蒸气，
排汽压力
是否越低越好？降低
有哪些限制？
【答案】
蒸汽动力循环中蒸汽轮机的排气压力
并不是越低越好。从汽轮机自身膨胀作功这
越低，蒸汽在汽轮机中膨胀做功越多，当然有利。但是从
高，才能有效冷却放热，
而冷却水温度只能维持在低的传热学限制。还有个限制就是如果
综合这些因素之后，
排汽温度大约为30摄氏度左右。
所以大约为湿度过大，不利于汽机安全运行。
2． 试述孤立系统的熵増原理？什么是补偿过程？
太低了，则会造成y 2升高，导致汽轮机低压缸末级蒸汽
【答案】孤立系熵增原理是指，膨胀系统总熵减少的过程都不可能发生，理想情况也只能实 现总熵不变。可逆实际上也是难以实现的，所以实际的过程总是朝着使系统总熵増大的方向进行。
补偿过程指，如果某一过程的进行会导致孤立系中各物体的熵同时减少或各有增减，但其总熵减小，则这种过程不可单独进行，除非外界的熵减过程作为补偿，使孤立系统熵增大，至少保持不变。
3． 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】
4． 什么是可逆过程？经历一个不可逆过程后，系统是否还能恢复原来的状态？为什么？
【答案】若系统在完成某一过程后，能够沿着该路径逆行而使系统及外界都回复到原来的状态，没有其他任何变化，则称此过程为可逆过程，否则则为不可逆过程。经历一个不可逆过程后，系统是能够恢复到原来的状态的。所谓不可逆过程，是指完成一个过程后，系统和外界不可能同时恢复到原来的状态，所以只有系统本身恢复到原来的状态是可能的，只是包括系统和外界在内的整个系统则一定不能恢复到原来的状态。
二、计算题
5． 两物体A 和B 的质量及比热相同，均为和
传热，
求平衡温度及不等湿传热引起的
【答案】示意图如图所示。
损失。
温度各为和
且
设环境温度为
（1）
若在此高低温热源间工作一个可逆热机，试求最大循环功和最终平衡温度；（2）若A 与B 直接
图
（1
）对系统列
平衡方程，
设最终平衡温度为
可得：
其中
为
损失，
且
所以，损失为：
当
时
，
则
此时最大循环功为：
（2）有限温差传热，
由热力学第一定律知
所以：
可解得：
则
损失为：
6． 对一容积为为
压力
为
由热力学第一定律可知
，
绝热刚性容器充氧气。充气气源的温度
则容器内压力达
到
压力若充气前容器内
为真空，那么当容器内压力达到时，充入了多少氧气？若充气前容器内还有氧气，温度
时，又能充入多少氧气？氧气：
取容器空间为系统，绝热，功为0; 开口。
【答案】
依据能量守恒方程
可得充气后的温度T 2为：
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又依据理想气体状态方程
可得充气后气体的质量m 为：
又可求得充气前的质量m 为：
由能量守恒定律：
可知
为：
即为充入的氧气量。