2017年南京航空航天大学588人机环境工程专业基础综合 之工程热力学复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、名词解释
1． 热能（热力学能或内能）与热量。
【答案】热能是系统的一种储存能，它的大小取决于物质的种类以及其温度和物质的数量，通常热能就是内能。热量是系统与外界之间，穿越边界而传递的一种能量形式。热量传递的动力是二者的温度差。
二、简答题
2．
三块相同的金属块被加热到温度
环境中缓慢冷却到
再被冷却到环境温度
其熵变为其熵变为
第一块迅速被冷却到环境温度试说明这三个过程
其熵变为的大小关系。
第二块在
第三块先与温度为
的热源接触，达到平衡后
【答案】熵是状态量，熵变与过程无关，
3． 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。
4． 试在图和图上绘出理想混合加热循环图并说明压缩比、定容升压比及定压预胀比的定义。
【答案】如图所示。
图
压缩比：
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定容升压比：定压预胀比：
5． 压缩机压缩过程的多变指数„的取值范围是什么？若想减少压缩机所消耗的轴功，压缩过程的多变指数„ 应增加还是减少？
【答案】
，若想减少压缩机所消耗的轴功，应接近定温过程，压缩过程的多变指数„
应减少。
6． 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
太低了，则会造成y 2升高，导致汽轮机低压缸末级蒸汽
湿度过大，不利于汽机安全运行。
7． 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。
则系统从热源取热时的可能达到的最小熵
三、计算题
8． 燃气以
（1）计算理论出口温度（2）lkg 燃气作出的理论功（4）若燃气流量为每分钟燃气：
的状态进入燃气轮机，出口压力为
并表示在
图上；
，（标准状态）出口流速为
求排气管道的最小直径（m ）。
（3）若燃气轮机的相对内效率是0.86, 计算实际出口温度
【答案】（1）燃气在燃气轮机内可看做是可逆绝热过程，因而有：又由
可得：
代入数据后解得：
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（2）1到2过程的容积变化功为：
可得：
（3）依据相对内效率公式
有：
图如图所示。
图
（4）依题意可知，
。解得最小半径为：
压力为
温度为
容器B 中装有一氧化碳
气体由B 流向
为理
②过程的吸热量
9． 如图所示，容器A 中装有一氧化碳
压力为想气体，气体常数
温度为
A 。若要求压力平衡时气体的温度为
A 和B 之间用管道和阀门相连。现打开阀门，
试求：①平衡时的终压力定容比热容
图
【答案】容器A 的体积：
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