当前位置:问答库>考研试题

2016年大连海事大学轮机工程学院工程热力学(同等学力加试)复试笔试最后押题五套卷

  摘要

一、简答题

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. 什么是热力系统?热力系统可分为几类?

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】通常根据研究问题的需要,人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间作为热力学研究对象,这种空间内的物质的总和称为热力学系统,简称系统或体系。可分为闭口系统和开口系统;简单系统、绝热系统和孤立系统;均匀系统和非均匀系统;单元系统和多元系统等。

3. 写出常用的计算工质内能、焓、熵变化的热力学一般关系式?

【答案】内能的表达式为:焓的表达式为:熵的表达式为:

4. 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;

为出口处时工质的焓值、动能及位能;为进口处工质的焓

值、动能及位能;为开口系何外界输出的轴功。 5. 采用两级活塞式压缩机将压力为0.1MPa 的空气压缩至2.5MPa , 中间压力为多少时耗功最小?

【答案】当两级的增压比相等时,耗功量达到最小值。最小值为:

6. 绝热活塞把一个刚性绝热容器分成A 和B 两部分(图),分别有某种气体,B 侧设有电加热丝。活塞 在容器内可自由移动,但两部分气体不能相互渗透。合上电闸,B 侧气体缓缓膨胀。问:,(1)取A 侧气体为系 统,是什么系统;(2)取A 侧和B 侧全部气体为系统(不包括电热丝)是什么系统;(3)取A 侧和B 侧全部 气体和电热丝为系统,是什么系统;(4)取图中虚线内为系统,是什么系统?

【答案】(1)闭口绝热系,因为系统仅与外界交换功; (2)闭口系,系统与电热丝交换热量;

(3)闭口绝热系,因为系统仅与外界交换电能,没有热量越过边界; (4)孤立系。

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。

8. 某空气循环由下列三个可逆过程组成:由状态1压缩升压到画在

图和【答案】画出

图上。

图和

图如图所示。

经等温

则系统从热源取热时的可能达到的最小熵

接着经定压过程膨胀至状态3, 然后等容降压到状态1。试将该循环示意性

二、综合分析题

9. 若室外空气温度为一5°C , 为保持计算机房内温度恒定为20°C ,需每小时向机房供热7200kJ ,计算并分析:(1)如采用电热器供暖,需消耗多少电功率?每小时作功能力损失多少?(2)如采用电动热泵,供给热泵 的电功率最少是多少? (3)如采用平均放热温度为小时作功能力损失是多少?

答(1)采用电热器供热,电能转变成热能供给机房,所以需消耗的电功率即是向机房的供热率:

取房内空气为闭口系统,因其维持向户外大气放热,故熵流为

由闭口系熵方程

所以

作功能力损失

(2)若采用逆向卡诺循环的热泵,供给热泵的电功率可最少。逆向卡诺循环热泵的供暖系数

所以

(3)若用平均温度为过程的熵流为

的热水供热,每

且可认为室内压力也保持不变,所以空气

的热水供热,仍取房内空气为系统,其因空气自热水

吸热,向室外大气放热,维持室内温度,所以吸热量等于放热量。