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828-工程热力学

河北科技大学 2020年攻读硕士学位研究生入学考试试题

[A]卷

科目名称

工程热力学

科目代码

828

2

适用专业

动力工程及工程热物理

注:所有试题答案一律写在答题纸上,答案写在试卷、草稿纸上一律无效。

一、名词解释(共24分,每题4分。答案一律写在答题纸上,否则无效。)

1. 湿球温度

2. 平衡状态

3. 逆循环

4. 再热循环

5. 比热容

6. 绝热节流

二、简答题(共56分,每题8分。答案一律写在答题纸上,否则无效。)

1. 简述功和热量的主要共同特征。

2. 有一发动机工作于727℃的高温热源及127℃的低温热源之间,吸热1000kJ而做功700kJ。问该发动机能否实现。

3. 什么是卡诺循环?(4分)试用卡诺循环热效率表达式分析热机热效率恒小于100%。(4分)

4. 朗肯基本循环由哪些过程构成?(4分)试例举提高朗肯循环热效率的3个方法。(4分)

5. 孤立系统中进行了可逆过程(4分)不可逆过程(4分),问孤立系统的总能、总熵各如何变化?

6. 什么是临界压力比?4分)在设计喷管时,如何根据此参数值对喷管进行选型?4分)

7. 试说明绝热过程的过程功和技术功的计算式 是否只限于理想气体?2分)是否只限于可逆绝热过程?2分)为什么?4分)

三、综合题(共70分。答案一律写在答题纸上,否则无效。)

1.某种气体在气缸中进行一缓慢膨胀过程,其体积由0.1m3增加到0.25m3。过程中气体压力依变化。若过程中气缸与活塞的摩擦保持为1200N,当地大气压力为0.1MPa,气缸截面积为0.1m2,试求:

1)气体所做的膨胀功W7分)(2)气体输出的有用功Wu7分)

2. 利用热泵向房间供热,设室外温度为-5℃,室内温度保持为20℃。要求每小时向室内供热2.5×104kJ,试问:(1)热泵每小时从室外吸收多少热量?(4分)((2)此循环的供暖系数多大?(4分)((3)热泵由电机驱动,设电机效率为95%,求电机功率多大?(6分)

3. 燃气经燃气轮机,由0.8MPa420绝热膨胀到0.1MPa130℃。设比热容,问:(1)该过程能否实现?是否可逆?7分)2)若能实现,计算1kg燃气做出的技术wt,忽略进出口的动能差、位能差。7分)

4. 空气可逆绝热流过一喷管,入口压力p1=0.7MPa,温度t1=800℃,出口压力p2=0.16MPa,此喷管是什么外型的喷管(2分)?入口空气流速忽略不计,比热容和比热比取定值,分别为cp=1.004kJ/(kg∙K)κ=1.4Rg=287J/(kg∙k)。求喷管出口空气的温度(4分)、流速(4分)、马赫数(4分)。

5. 一闭口系统沿acb路径从状态a到状态b吸入热量86kJ,对外做功34kJ,求:

(1)沿adb对外做功10kJ时,吸热量是多少?6分)

(2)由b回到初态a时做功20kJ,系统与外界交换的热量又是多少? 4分)

(3)若Ua=0Ud=42kJ,且Wdb=0addb过程中系统与外界交换的热量各是多少?4分)