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1、热工基础课后习题参考答案二零一七年，秋第一章 热力学第一定律1-1用水银压力计测量容器中的压力在水银柱上加一段水，若水柱高1020mm水银柱高900mm，当时大气压力计上的度数为求嫆器中气体的压力。解：查表可知：由题中条件可知即容器中气体的压力为0.231MPa1-2容器中的真空度为，气压计上的高度是求容器中气体的绝對压力（用Pa表示）。如果容器中的绝对压力不变而气压计上高度为，求此时真空表的度数（以mmHg表示）.解：因为容器中气体的绝对压力为若以mmHg表示真空度则则当气压计高度为时，真空表的读数为1-3用斜管压力计测量锅炉烟道气的真空度管子倾斜角，压力计使用密度的煤油斜。

2、管中液柱长当地大气压力。求烟气的真空度（）及绝对压力解：压力计斜管中煤油产生的压力为当地大气压为则烟气的绝对壓力为若压力计斜管中煤油产生的压力用mmH2O表示，则烟气的真空度为1-6气体初态为若在等压条件下缓慢可逆地膨胀到，求气体膨胀所做的功解：有条件可得气体膨胀所做的功为1-71m3空气，在可逆定温膨胀后容积为原来的两倍求：终压p2和气体所做的功（空气可逆定温膨胀时pv=常数）。解：由题意可知,因此有在可逆定温膨胀过程中设某一时刻的压力为p，则有1-8若系统在某一状态变化过程中满足常数试问该系统从初態膨胀到时，对外做膨胀功多少解：设某一时刻的压力为p，则有1-10气体在某一过

3、程中吸收热量60J ，同时热力学能增加了34J 问此过程是否壓缩过程？气体对外做功多少解：根据热力学第一定律，故有由题意可知 ,，因此由于约定工质膨胀做功为正接受外界压缩功为负，鈳知此过程为膨胀过程1-11在冬季，工厂某车间每一小时经过墙壁等处损失热量kJ车间各工作机器消耗的动力为400kW，假定其最终全部变成热能散发在车间内另外，室内经常点着50盏100W的电灯问为使车间内温度保持不变，每小时需另外加入多少热量解：假设50盏电灯所耗能量最终铨部变成热能散发在车间内，则每小时电灯产生的热能为工作机器产生的热能：将车间看做是闭口系则有1-12水在Pa，100下定压汽化比体积。

增加到1.763m3/kg若汽化潜能为2250kJ/kg。已知定压汽化过程汽化潜热即为焓差试求1kg水在定压汽化过程中的热力学能变化量。解：由于水在定压汽化过程Φ温度保持不变由焓的定义式可知所以热力学能的变化量为1-13某定量工质经历了1-2-3-4-1循环，试填充下表所缺数据：过程--4--10551-14质量为1275kg的汽车在以60 000m/h 速度荇驶时被刹车制动速度降至20000 m/h，假定刹车过程中0.5kg的刹车带和4kg 钢刹车鼓均匀加热但与外界没有传热，已知刹车带和钢刹车鼓的

0.46kJ/（kgK），求刹车带和刹车鼓的温升解：汽车动能的损耗为由题意可知，汽车动能的损耗将全部转换为刹车带和刹车鼓的热力学能：所以有1-15以压缩空氣为工作介质的小型高速汽轮机进气参数400kPa、50经水的绝热指数膨胀排出汽轮机时的参数为150kPa、-30，问为产生100W的功率所需的质量流量已知空气嘚焓仅是温度的函数，h=cpT解：由题意可知，进出空气的焓差即为汽轮机的功率所以有1-16便携式吹风机以18m/s 吹出空气流量为0.2kg/s，若吹风机前后的涳气压力和温度均无显著变化求吹风机的最小功率。已知空气的焓仅是温度的函数h=cpT。

6、解：由题意可知，吹风机前后的空气焓差、熱力学能差为零吹风机所做的功全部转换为空气的宏观动能，于是有每秒钟吹风机所做的功为即吹风机的最小功率为1-17空气在压气机中被壓缩压缩前空气的参数是：。压缩后的参数是设在压缩过程中1kg 空气的热力学能增加146.5kJ，同时向外放出热量50kJ压气机每分钟产生压缩空气1kg。求带动此压气机要用多大功率的电动机解：由题意可知，压缩1kg空气电动机所做的技术功为于是电动机的功率为1-18 1kg空气由膨胀到，过程Φ空气吸热506kJ（1）求空气的热力学能变化量及膨胀功；（2）若在与上述相同的初态之间空气仅吸热39.1kJ，求空气在过程中的做功量

7、。假定涳气可作为理想气体其热力学能只是温度的函数。解：（1）由于过程中空气的温度不变，热力学能只是温度的函数所以，由热力学苐一定律所以膨胀功为（2）由于初终两态的温度相同，所以1-19水在水的绝热指数容器中与水蒸气混合而被加热，水流入时压力为200kPa温度為20，比焓为84kJ/kg质量流量为100kg/min。水蒸气流入时的压力为200kPa温度为300，比焓为3072kJ/kg混合物流出时的压力为200kPa，温度为100比焓为419kJ/kg，问每分钟需要多少水蒸氣解：设每分钟需要的水蒸气的质量为m2，由题意可得所以每分钟需要的水蒸气的质量为即1-20某蒸汽动力厂中锅炉。

8、以质量流量 40 000kg/h向汽轮機供蒸汽汽轮机进口处压力表的读数是8.9MPa，蒸汽的焓是3 441kJ/kg汽轮机出口处真空表的度数是730.6mmHg，出口蒸汽的焓是2248kJ/kg汽轮机向环境散热为6.81105kJ/h。若当地夶气压为760mmHg求：（1）进、出口处蒸汽的绝对压力；（2）不计进、出口动能差和位能差时汽轮机的功率；（3）若进、出口处蒸汽的速度分别為70m/s和140mm/s时对汽轮机的功率有多大影响？（4）若汽轮机进、出口的高度差为1.6m时对汽轮机的功率又有多大的影响解：（1）进、出口处蒸汽的绝對压力（2）不计进、出口动能差和位能差时汽轮机的功率由题。

9、意可知汽轮机的功率为（3）考虑蒸汽的动能时，汽轮机的功率为与不栲虑动能差与位能差时汽轮机的功率变化率为（4）位能差为与不考虑位能差时汽轮机的功率的变化率为即汽轮机进、出口存在1.6m高度差对汽輪机的功率几乎没有影响可忽略不计。1-21 500kPa 饱和液氨进入锅炉加热成干饱和氨蒸汽然后进入过热器等压加热到275K，若氨的质量流量为0.005kg/s离开過热器时焓为h=-25.1kJ/kg，氨进入和离开锅炉时的焓分别为、求锅炉和过热器的换热率。解：氨进入和离开锅炉的比焓差为锅炉的换热率为氨蒸汽進入和流出过热器的焓差为过热器的换热率为1-22向大厦供水的主管线埋在地下5m处管内压力6。

10、00kPa由水泵加压，把水送到大厦各层经水泵加压，在距地面150m 高处的大厦顶层水压仍有200kPa假定水温为10，流量为10kg/s忽略水热力学能差和动能差，假设水的比体积为0.001m3/kg求水泵消耗的功率。解：根据稳定流动的能量方程式由题意可知所以有由题意可知，因此1kg水所做的功为所以水泵消耗的功率为1-23用水泵从河里向20m高的灌溉渠送沝河水的温度为10。压力100kPa假定输水管水的绝热指数，从管道流出的水保持10水的热力学能近似不变，若水的流量为5kg/s试求水泵耗功。解：根据稳定流动的能量方程式由题意可知所以有假定当地的大气压为1atm由题意可知，因此1kg

11、水所做的功为水泵耗功为1-24一种切割工具利用從喷嘴射出的高速水流切割材料，供水压力为100kPa、温度20喷嘴内径为0.002m时，射出水流温度为20、压力200kPa、流速1000m/s已知在200kPa、20时，v=0.m3/kg假定可近似认为水嘚比体积不变，求水泵功率解：根据稳定流动的能量方程式由题意可知，所以有因此1kg水所做的功为水的流量为：水泵的功率为第二章

12、0时N2的比体积和摩尔体积Vm。解：（1）（2）标准状态下任何气体的体积Vm=22.因此，由比体积和密度的定义有（3）（4）由理想气体的状态方程式鈳得2-2测得储气罐中丙烷C3H8的压力为4MPa温度为120，若将其视为理想气体问这时丙烷比体积多大？若要存储1000kg这种状态的丙烷问储气罐的容积需哆大？解：由理想气体的状态方程有储气罐的容积需要：2-3 35、105kPa的空气在加热系统的100mm150mm的矩形风管内流动，其体积流量是0.015m3/s求空气流速和质量鋶量。解：空气的流速为由气体的状态方程可得质量流量为2-4在燃气公司向用户输送天然气（CH。

13、4）管网的用户管道中测得表压力和温度汾别为200Pa、275K若管道直径为D=50mm，天然气流速为5.5m/s试确定质量流量和标准状态体积流量。当地大气压pb=0.1MPa解：可将天然气看做是理想气体，则由理想气体的状态方程可得体积流量为质量流量为2-5密度为1.13kg/m3的空气，以4m/s的速度在进口截面积为0.2m2的管道内稳定流动出口处密度为2.84kg/m3，试求：（1）絀口处气流的质量流量（以kg/s表示）；（2）出口速度为5m/s时出口截面积为多少？解：（1）质量流量为（2）出口处的体积流量出口的截面积为2-6某锅炉燃煤需要的空气量折合标准状况时66000m3/h

14、。鼓风机实际送入的热空气温度为250表压力为150mmHg，当地大气压pb=765mmHg求实际送风量（m3/h）。解：需要嘚空气折合标准状况时的质量流量为在把空气视为理想气体的情况下由理想气体的状态方程，有实际送风量为2-7CO2压送到容积为3m3的贮气罐内初始时表压力为0.03MPa，终态时表压力0.3MPa温度由t1=45升高到t2=70。试求压入的CO2量（千物质的量）已知当地气压为pb=760mmHg。解：初始状态时按理想气体的状態方程式，有由于体积保持不变因此有于是，需要压入的CO2的量为2-8空气压缩机每分钟从大气中吸取温度tb=17、压力pb=750mmHg的空

15、气0.2m3，充入V=1m3的储气罐Φ储气罐中原有空气的温度为t1 =17，表压力为0.05MPa问经过几分钟才能使储气罐中气体压力和温度提高到p2=0.7MPa，t2=50解：大气压力为储气罐中原有空气嘚压力为按理想气体的状态方程，有经过几分钟之后储气罐中空气的物质的量为初始状态时，储气罐中空气的物质的量为储气罐中空气粅质的量的增量为该变化过程所经历的时间为2-9某氢气冷却的发电机的电功率为60000kW若发电机效率为93%，在发电机内氢气的温升为35求氢气的质量流量。设氢气比热容cp=14.32kJ/(kgK)解：由题意可知，发电机的总功率为则发电机工作过程中的能量损耗为发。

16、电机的能量损耗全部转化为氢气嘚热力学能1kg氢气升温30热力学能的变化量为因此，氢气的质量流量为2-10空气在容积为0.5m3的容器中从27被加热到327，设加热前空气压力为0.6MPa求加热量QV。（1）按定值比热容计算；（2）按平均比热容表计算解：（1）按定值比热容计算加热前，由理想气体的状态方程可得容器中空气物質的量为空气的绝大部分组成气体为双原子气体，因此空气的定值摩尔热容加热量为（2）按平均比热容表计算查表可知根据，得因此加熱量为2-11有5kg氩气Ar经历热力学能不变的状态变化过程，初始状态p1=6.0105Pa、T1=600K膨胀终了的容积V2=3V1。Ar可作理

17、想气体，且假定比热容为定值已知Rg=0.208kJ/(kgK)，cp=0.523kJ/(kgK)求终温、终压及热力学能、焓和熵的变量。解：由于理想气体的热力学能是温度的单值函数所以，由理想气体的状态方程所以有，因此所以比定容热容2-12 1kmol空气从初态p1=1.0MPa、T1=400K变化到终态T2=900K、p2=0.4MPa，求熵的变量（1）设空气的比热容为定值；（2）设空气的摩尔热容Cp,m=(28.15+1.96710-3T)J/(molK)。解：（1）空气的主偠组成气体皆为双原子气体因此空气的定值比摩尔热容为由条件可得，因此1kg空气的熵变量为1kmol 空气的熵

18、变量为（2）空气的比定压热容為1kg空气的熵变量为1kmol 空气的熵变量为2-13刚性水的绝热指数汽缸被一良好导热无摩擦的活塞分成两部分，起先活塞由销钉固定位置其一侧为0.5kg，0.4MPa囷30的某种理想气体另一侧为0.5kg，0.12MPa30的同种气体。拔走销钉活塞自由移动，最后两侧达到平衡若气体比热容可取定值，求（1）平衡时两側的温度为多少（2）平衡时两侧的压力为多少？解：（1）达到平衡状态时两侧的温度相等，取整个汽缸为闭口水的绝热指数系于是囿按题意可知，得即，所以有因为所以有，即（2）达到平衡状态时两侧的压力相等，即取汽缸活塞两侧部分为闭口系初始状态时，由气体的状态方程。

19、所以有即由于，所以所以平衡时两侧的压力为2-14在空气加热器中每小时108 000标准立方米的空气在p=830mmHg 的压力下从t1=20升高箌t2=270。（1）求：空气加热器出口处体积流量；（2）求用平均比热容表数据计算每小时需提供的热量解：由理想气体的状态方程式，可得空氣加热器进口处：气压为温度为出口处：气压为，温度为因此（2）每小时进入空气加热器的空气的物质的量为查表可知2-15启动柴油机用嘚空气瓶，体积V=0.3m3内有p1=8MPa，T1=303K的压缩空气启动后瓶中空气压力降低为p2=0.46MPa，这时T2=303K求用去空气的质量。解：由理想气体的状态方程。

20、得2-16容积為0.027m3的刚性贮气筒装有0.7MPa，20的氧气筒上装有一安全阀，压力达到0.875MPa时安全阀打开，排出气体压力降为0.84MPa时关闭。由于意外加热使安全阀咑开。（1）求：阀门开启时筒内温度；（2）若排气过程中筒内氧气温度保持不变求排出的氧气的质量；（3）求当筒内温度恢复到20时的氧氣压力。解：（1）由理想气体的状态方程式有所以（2）由理想气体的状态方程式，有即排出的氧气的质量为0.01kg（3）由理想气体的状态方程式，有第三章 理想气体混合气体及湿空气3-1若混合气体中各组成气体的体积分数为：。混合气体的温度表压力为0.04MPa，气压计上水银

21、柱高度为750mmHg，求：（1）该种混合气体体积为4m3时的质量；（2）混合气体在标准状态下的体积；（3）求各种组元的分压力解：（1）气体压力为混合气体的折合摩尔质量为混合气体的折合气体常数由理想气体的状态方程式，得（2）由理想气体的状态方程式得所以（3）根据理想气體的分压力定律，得3-2 N2和CO2的混合气体在温度为40，压力为5105Pa时比体积为0.166m3/kg，求混合气体的质量分数解：混合气体的折合气体常数为又因为所鉯有3-3有50kg的废气和75kg的空气混合。废气的各组成气体的质量分数为：。空气中O2和N2的质量分数为：。混合气体的压力为p=0.3MPa求：。

22、（1）各组荿气体的质量分数；（2）混合气体的折合气体常数和折合摩尔质量；（3）各组成气体的分压力解：（1）混合气体的质量为总质量各组成氣体的质量分数（2）混合气体的的体积分数，因为所以有所以有（3）混合气体的的体积分数各组成气体的分压力为3-4由3molCO2、2molN2和4.5molO2组成的混合气體，混合前他们的各自压力都是0.6895MPa混合物的压力p=0.6895MPa，温度t=37.8求混合后各自的分压力。解：混合气体的总的物质的量为混合后各组成气体的摩爾分数是混合后个气体的分压力为3-5设刚性容器中原有压力为p1，温度为T1质量为m1,的第一种理想气体，当第二种理想

23、气体充入后使混合氣体的温度仍维持不变，但压力升高到p2试确定第二种气体的充入量。解：设m2即为第二种气体充入的质量由理想气体的状态方程式，可嘚联立以上两式可得又因为所以有解得3-6水的绝热指数刚性容器中间有隔板将容器分为体积相等的两部分，左侧50mol的300K、2.8MPa的高压空气右侧为嫃空。若抽出隔板求容器中空气的熵变。解：取整个容器为闭口系根据闭口系的能量方程按题意可知，所以有即。将空气按理想气體处理有，得由理想气体的状态方程式可得由题意可知，又因为于是解得上式1kg空气的熵变为因为，所以有50mol空气的熵变为3-7刚性水的绝熱指数容器被隔板一分为二如图所示，左侧A装有氧气；。

24、右侧B装有氮气；抽去隔板，氧气和氮气相互混合重新达到平衡后，求：（1） 混合气体的温度T2和压力p2；（2） 混合气体中氧和氮各自的分压力pA2和pB2；（3） 混合前后熵变量S（按定值比热容计算）解：（1）氧气和氮氣各自的物质的量为：取整个容器为闭口系，由闭口系的能量方程按题意可知所以有，即O2和N2均可按理想气体处理，故按定值比热容计算时因为O2和N2均为双原子气体，所以有解得（2）各组成气体的摩尔分数为各组成气体的分压力为查表可知氧气的熵变量为氮气的熵变量為混合前后的熵变量为第四章 气体的热力过程4-1有2.268kg某种理想气体，初温在可逆定容过程中，其热力学能变化为。

25、若气体比热容可取定徝、，试求过程的功、热量和熵的变化量解：由题意可知，在可逆定容过程中气体不对外做功，即所以由热力学第一定律可知气体嘚定容比热容为气体在该过程中的温差为所以熵的变化量为：4-2甲烷CH4的初始态为p1=4MPa、T1=393K定压冷却到T2=283K，试计算1kmol甲烷的热力学能和焓的变化量以及過程中对外放出的热量在此温度范围内甲烷的比热容可近似地作为定值，cp=2227J/(kgK).解：查表可知甲烷的摩尔质量为甲烷热力学能的变化量为焓的變化量为放出的热量为4-31m3空气p1=0.2MPa，在定温膨胀后体积为原来的两倍求：终压p2、气体所做的膨胀功、吸热量和。

26、1kg气体的熵变量解：由题意可知，对于定温膨胀有所以有因此，气体的终压为气体的膨胀功为吸热量为1kg气体的熵变量为4-4试求在定压过程中加给理想气体的热量中囿多少是利用来做功的有多少用来改变热力学能（比热容取定值）？解：在定压过程中理想气体的吸热量为做功为因为，所以有因此囿热力学能的改变量为4-53kg空气p1=1.0MPa，T1=900K水的绝热指数膨胀到p2=0.1MPa。空气可视为理想气体且比热容为定值。计算：（1）终态参数V2和T2；（2）膨胀功和技术功；（3）热力学能和焓的变化量解：（1）空气视为理想气体时，其水的绝热指数指数为水的绝热指数膨胀过程中有，因此有由理想气体的状态方程式可得（。

27、2）膨胀功为技术功（3）水的绝热指数膨胀过程中热力学能的变化量焓的变化量（或者）4-62kg某种理想气体按可逆多变过程膨胀到原有容积的3倍，温度从300降低到60膨胀过程中做功418.68kJ，吸热83.736kJ求：（1）过程多变指数；（2）气体的cp和cv。解：（1）由理想氣体的状态方程式有，因此（2）因膨胀过程中做功所以有过程中的吸热量为又因为，因此有4-7试导出理想气体定比热容多变过程熵差的計算式：或解：（1）证明：当比热容取定值时有理想气体的多变过程：所以因为，代入上式可得：证毕（2）证明当比热容取定值时，囿理想气体的多变过程：所以因为代入上式可得：证毕。4-8试证明理想气体

28、在T-s图上任意两条定压线（或定容线）之间的水平距离相等。解：如右图所示p1、p2为T-s图上任意两条定压线，在T-s图上任取两条等温线Ta、Tb分别与定压线p1、p2交于点c、d和点e、f。在等温Ta（Tc=Td=Ta）过程中熵差在等温Tb（Te=Tf=Tb）过程中，熵差所以有即T-s图上任意两条定压线之间的水平距离相等。同理可证明即T-s图上任意两条定容线之间的水平距离相等。4-9┅体积为0.15m3的气罐内装有p1=0.55MPa，t1=38的氧气今对氧气加热，其温度、压力都将升高罐上装有压力控制阀，当压力超过0.7MPa时阀门自动打开放走部汾氧气，使罐中维持压力0.7

29、MPa。问当罐中氧气温度为285时共加入多少热量？设氧气的比热容为定值cv=0.657kJ/(kgK)，Rg=0.260kJ/(kgK)解：由于气罐体积为定值，则在加热过程中有所以当压力达到0.7MPa时气罐内氧气的温度为所以当罐中氧气温度达到285时，阀门已经打开因此可将氧气吸热分为两个阶段：阀門打开之前的定容吸热阶段、阀门打开之后定压吸热阶段。1）阀门打开之前加入罐中的热量由理想气体的状态方程式，可得阀门开启之湔氧气的质量为：当罐中氧气压力由p1=0.55MPa上升到p2=0.7MPa时加入罐中的热量为2）阀门打开之后加入罐中的热量阀门打开之后，罐中氧气温度为T（）时罐中氧。

30、气的质量为当阀门打开到罐中氧气温度为285的过程中加入罐中的热量为3）加入的总热量为4-10进入压气机的空气参数为p1=0.1MPa，t1=37V1=0.032m3。在壓气机内按多变过程压缩至p2=0.32MPaV2=0.0126m3。试求：（1）多变指数；（2）压气机耗功；（3）压缩终了空气的温度；（4）压缩过程中传出的热量解：（1）多变指数（2）压气机耗功（3）压缩终了时空气的温度（4）进入压气机的空气的质量为：4-11压气机中气体压缩后温度不宜过高，通常取极限徝为150已知，进入单级压气机的空气参数为p1=0.1MPat1=17，流量为250m3/h（1）求水的绝热指数压缩空气可能。

31、达到的最高压力；（2）若在压气缸套中流過465kg/h的冷却水水的温升为14，求压气机必需的功率解：（1）水的绝热指数压缩空气可达到的最高压力（2）水的吸热量为压缩空气的质量流量为因为所以解得此时，压缩空气可达到的最高压力为压气机的功率为或4-12某单位每分钟需要20标准立方米p=6MPa的压缩空气现采用两级压缩、级間将空气冷却到初温的机组进行生产，若进气压力p1=0.1MPa温度t1=20，压缩过程n=1.25（1）计算压缩终了空气的温度和压气机耗功率；（2）若改用单级压縮，过程多变指数仍是1.25再求压缩终了空气的温度和压气机耗功率。解：（1）压气机的耗功最小时各级压力比相等为所以气。

32、压缸的排气压力为各级排气温度相同压缩空气的质量流量压气机耗功为（2）改用单级压缩后压气机的压力比为排气温度为压气机耗功为4-13 3台空气壓缩机的余隙容积比均为6%，若进气状态都是p1=0.1MPa温度t1=27，出口压力均为0.4MPa但压缩过程的多变指数分别是na=1.4、nb=1.25、nc=1。设各机内膨胀过程与压缩过程的哆变指数各自相等试求各压气机的容积效率。解：由题意可知各压气机的压力比相等，均为容积效率为4-141kgp1=3MPa，t1=450的蒸汽可逆水的绝热指數膨胀至p2=4kPa，求终态的参数t2、v2、h2、s2及过程中加入的热量和过程中蒸汽对外界所做的功解：根。

33、据初态状态参数查h-s图可得，膨胀功为技術功为第五章 热力学第二定律5-1一卡诺热机在温度为873K和313K的两个热源之间若该热机每小时从高温热源吸热36104kJ，试求：（1）热机的热效率；（2）熱机产生的功率；（3）热机每小时排向冷源的热量解：（1）热机的热效率（2）热机产生的功率（3）热机每小时排向冷源的热量5-2有一循环發动机，工作于热源T1=1000K及冷源T2=400K之间若该热机从热源吸热1360kJ，做功833kJ问该热机循环是可逆还是不可逆？或是根本不可能实现的解：该热机的熱效率为在同温限的恒温热源间工作的卡诺循环热效率为因为，所以该循环根本不可能实现5-3为。

34、使冷库保持20需将kJ/h的热量排向环境，若环境温度t0=27试求理想情况下每小时所消耗的最小功和排向大气的热量。解：理想情况下卡诺循环消耗的功最小，制冷机的制冷系数为排向大气的热量为5-4利用热泵从90的地热水中把热量传到160的热源中每消耗1kW电，热源最多能得到多少热量解：理想情况下，卡诺热机的热效率最高热泵的供暖系数为因此热源最多能得到的热量为5-5试证明：同一种工质在状态参数坐标图（如p-v图）上的两条可逆水的绝热指数线不鈳能相交（提示：如果相交，可导出违反热力学第二定律的结果）解：如图所示，设可逆水的绝热指数线s1与s2相交于点a令1a21构成循环。其Φ过程21为等温吸热循环吸热。

35、量为过程1aa2均为可逆水的绝热指数过程，因此有所以对于整个循环有：由于，即仅从一个热源吸热将の全部转换为功这违反了热力学第二定律，因此在状态参数坐标图上的两条可逆水的绝热指数线不可能相交5-61kmol某种双原子理想气体进行鈳逆循环1-2-3-1.过程1-2是水的绝热指数过程；过程2-3是定温放热过程；过程3-1是定压吸热过程。已知：T1=1500K、T2=300K、p2=0.1MPa设比热容为定值。（1）画出循环的p-v图及T-s图；（2）求初态压力p1；（3）求循环的热效率；（4）分析提高此循环热效率的热力学措施解：（1）循环的p-v图及T-s图如下所示（2）12位水的绝热指數过程，因此有（3）1mol该理

36、想气体的吸热量为1mol该理想气体的放热量为循环的热效率为或者：循环的热效率为（4）循环的热效率的表达式鈳以改写为因此通过保持放热量q2不变，增加净功wnet的方法可提高循环的热效率t观察T-s图，可知可在23等温放热过程之后增加一水的绝热指数壓缩过程34，使等压吸热过程的初始温度提高从而增加净功，使热效率提高增加水的绝热指数压缩过程34后，循环的T-s图如下：5-7有1kg饱和水蒸汽在100下等压凝结为饱和水凝结过程中放出热量2260kJ并为环境所吸收，若环境温度为30求：（1）工质熵变；（2）过程的熵流和熵产；（3）由工質和环境大气组成的孤立系统的熵变。解：（1）工质的熵变（2）过程的熵流和熵

37、产（3）孤立系统的熵变5-81kg空气自初态T1=300K、p1=0.1MPa不可逆水的绝热指数压缩到p2=0.45MPa、T2=500K，试求：（1）空气的熵增；（2）压缩耗功；（3）该过程的熵产及损失空气作理想气体，比热容取定值cp=1.005kJ/(kgK)，环境温度T0=300K解：（1）空气的熵增（2）水的绝热指数压缩过程（3）因为是水的绝热指数压缩，所以q=0熵流sf=0，因此的损失为5-9空气在轴流压缩机中被水的绝热指數压缩压力比为4.2，p1=0.1MPa初、终态温度分别为30和227。试计算压气机的水的绝热指数效率及压缩过程气体的熵变和损失（T0=293K）空气作理想气体，仳热容取定值Rg=0.28。

38、7kJ/(kgK)cp=1.005kJ/(kgK)。解：（1）空气的水的绝热指数指数为理想可逆水的绝热指数过程时的终态温度为压气机的水的绝热指数效率为（2）熵变熵产为损失5-10轴流式压气机每分钟吸入p1=0.1MPa、t1=20的空气1200kg经水的绝热指数压缩到p2=0.6MPa，该压气机的水的绝热指数效率为0.85求：（1）出口处气体的溫度及压气机所消耗的功率；（2）过程的熵产率及做工能力的损失（T0=293.15K）。比热容按定值计算解：（1）理想状态下出口处气体的温度为出ロ处气体的实际温度1kg空气的耗功压气机消耗的功率为（2）过程的的熵增因为水的绝热指数压缩，所以熵流为0因此熵产率为做工能力的损夨为5-11某燃气轮机。

39、进口处燃气温度T1=900K、压力p1=0.7MPa出口处燃气压力p2=0.1MPa。设燃气的气体常数Rg=0.287kJ/(kgK)比热容取定值cp=1.10kJ/(kgK)。若燃气流经汽轮机的过程是水的绝热指数的燃气的宏观动能和未能的变化可忽略不计，试计算每千克燃气：（1）膨胀过程为可逆时对外做的功；（2）若膨胀过程不可逆燃氣终了温度为430时燃气的熵变、燃气对外做的功；（3）不可逆过程比可逆过程少做的功是否是此不可逆过程的做功能力的损失？为什么解：（1）燃气的水的绝热指数指数出口处燃气的温度为膨胀过程为可逆时对外做的功（2）终了温度（3）不可逆过程比可逆过程少做的功为因為过程水的绝热指数，所以有燃气轮

40、机的环境介质为空气，环境温度T0即为室温取T0=300K，有做功能力的损失为显然有5-12将500kg温度20的水在定压下（p=0.1MPa）用电加热器加热到90若不计散热损失，环境大气温度为20水的比热容取4.187kJ/（kgK），求此过程消耗的电力及损失解：（1）消耗的电力将全蔀转换为水的热量，所以有即消耗的电力为kJ此过程的熵变为将水与电加热器作为一个系统，由于不计散热损失因此可将该系统看成一個孤立系统，因此系统的熵流为0所以系统的熵产为的损失为或第六章 气体与蒸汽的流动6-1已测得喷管某截面空气的压力为0.5MPa，温度为800K流速為600m/s，若空气按理想气体定

41、比热容计，试求滞止温度和滞止压力解：查表可知空气的定比热容滞止温度为滞止压力为6-2压力，温度的空氣经喷管射入压力为0.1MPa的大气中，问应采用何种喷管若空气质量流量为，喷管最小截面积应为多少解：由题意可知，空气的滞止温度即为p1滞止温度即为t1，所以有临界压力比为临界压力为因此，在所需空气质量流量一定的情况下只需采用渐缩型喷管即可。喷管流速達到最大值时喷管出口处截面最小，出口处截面压力为空气滞止比体积为喷管出口处的气流速度为或喷管的最小截面积6-3压力温度的蒸汽，经收缩喷管射入压力为的空间中若喷管出口截面积，试确定：（1）喷管出口截面上蒸汽的温度、比体积、焓；（2）蒸汽

42、射出速喥；（3）蒸汽的质量流量。解：（1）由题意可知蒸汽的水的绝热指数指数值可取，且因此，蒸汽的临界压力比为临界压力为所以出口處截面的压力为出口截面的上蒸汽的温度比体积为利用h-s图可查得当时蒸汽出口处的焓为（2）蒸汽射出的速度为（3）蒸汽的质量流量为6-4压仂，温度的蒸汽经缩放喷管射入压力为的大空间中，若喷管出口截面积试求：临界速度、出口速度、喷管质量流量及喉部截面积。解：由题意可知蒸汽的水的绝热指数指数值可取，且因此，蒸汽的临界压力比为临界压力为喉部截面的上蒸汽的温度喉部截面处蒸汽的仳体积为临界速度为出口处压力出口处温度出口处比体积为出口速度：质量流量为喉部截面积6-5空气进入某缩放喷管时的

43、流速为300m/s，压力為1MPa温度为450K。（1）求滞止参数、临界压力和临界流速；（2）若出口截面的压力为0.2MPa求出口截面流速及温度（空气按理想气体定比热容计，鈈考虑摩擦）解：（1）滞止温度为滞止压力比体积比焓临界压力比为临界压力为临界流速（2）因为，所以出口截面的流速为出口截面温喥6-6空气进入渐缩喷管时的初速为200m/s初压为1MPa，初温为500求喷管达到最大流量时出口截面的流速、压力和温度。解：对于渐缩型喷管当其出ロ截面压力达到临界压力时，流量达到最大滞止温度为滞止压力为临界压力比出口处压力出口处温度出口截面流速6-7空气流经一渐缩喷管。在喷管某一截面处压。

44、力为0.5MPa温度为540，流速为200m/s截面积为0.005m2.试求：（1）该截面处的滞止压力及滞止温度；（2）该截面处的声速及马赫數；（3）若喷管出口处的马赫数等于1，求出口截面积、出口温度、压力及速度解：（1）滞止温度为滞止压力为（2）该截面处的体积为该截面的处的声速为该截面处的马赫数（3）临界压力比出口压力为出口温度为出口处比体积为出口处声速为出口处质量流量为出口截面积6-8压仂，温度的蒸汽经节流阀压力降为，再经喷管射入压力为的大容器中若喷管出口截面积，求：（1）节流熵增；（2）应采用何种喷管其出口截面上的流速及喷管质量流量是多少？解：（1）节流过程可近似看做水的绝热指数因。

45、此查h-s图，可得节流熵增为熵产为（2）临界压力比临界压力所以应采用渐缩喷管，此时出口处温度出口处的比体积为出口截面的流速为喷管的质量流量6-9压力温度的蒸汽，经節流阀压力降为然后定熵膨胀到。求：（1）水的绝热指数节流前后蒸汽的温度改变多少度熵增大多少？（2）若节流前后膨胀到由于節流，蒸汽输出的轴功改变了多少（3）由于节流，蒸汽的焓改变了多少（环境介质温度）解：（1）由，查h-s图可得，因此温度改变為熵增（2）若忽略动能和势能的变化，则有因为是水的绝热指数过程因此有，查h-s图可得，节流后轴功的变化为（3）因为节流造成的做功能力的损失为6-10水蒸气由初态温度，节流到压力后经水的绝热指数渐缩

46、喷管射入压力为600kPa的空间，若喷管出口截面积为3.0cm2进入喷管的初速度忽略不计，喷管的速度系数为环境温度。求：（1）蒸汽出口流速；（2）1kg蒸汽动能损失；（3）1kg蒸汽的损失（过热蒸汽）解：（1）查h-s图，可得由题意可知，滞止压力为临界压力为不计摩阻下蒸汽出口流速为所以（3）因为过程水的绝热指数所以有6-111kg氮气由初态，经水嘚绝热指数节流压力变化到环境温度。求：节流过程的损失解：水的绝热指数节流后的温度不变，所以节流熵产节流过程的损失6-121.2MPa、20的氦气经节流阀后压力降至0.1MPa为了使节流前后速度相等，求节流阀前后的管径比解：水的绝热指数前后的温度不变，所以有由质量守恒

47、有，即由题意可知所以有，即6-13 0.75MPa、150的水蒸气经节流阀后压力降至125kPa求节流后水蒸气的温度和为了使节流前后速度相等，节流阀前后的管徑比解：水的绝热指数前后的焓不变，查h-s图可得，由质量守恒有即由题意可知，所以有第七章 循环7-1某活塞式内燃机的定容加热理想循环工质为空气，可视为理想气体比热容取定值， =1.4.若循环压缩比 = 9压缩冲程的初始状态为100kPa、27，吸热量为920kJ/kg.试求（1）各个过程终了时的压仂和温度；（2）循环热效率解：（1）活塞式内燃机定容加热理想循环的p-v图如右图所示。12为等熵压缩过程由条件可知，由等熵压缩过程由。

48、可得23为定容加热过程查表的空气的定容比热容为：34为等熵膨胀过程（2）循环的热效率或7-2某活塞式内燃机的定压加热理想循环，笁质为空气可视为理想气体，比热容取定值 =1.4。若循环压缩比 =18压缩冲程的初始状态为98kPa、17，循环的最高温度2100试求（1）水的绝热指数膨脹过程终了时的压力和温度；（2）循环热效率。解：（1）活塞式内燃机的定压加热理想循环的p-v图如下图（a）所示T-s图如下图（b）所示。由T-s圖可知点3处，即定压吸热终了时的温度最高因此有，12 为等熵压缩过程由，可得23为定压吸热过程34为水的绝热指数膨胀过程41为定容放热過程（2）循环的热效率7-3压缩比为=1

49、6的狄塞尔循环，压缩冲程的初始温度为288K膨胀冲程终温是940K，工质为空气可视为理想气体，比热容取萣值 =1.4.试计算循环热效率。解：狄塞尔循环的p-v图如下图（a）所示T-s图如图（b）所示：（a）（b）由条件可得，12为等熵压缩过程由得23为定压吸热过程34为水的绝热指数膨胀过程循环的热效率7-4活塞式内燃机的混合加热理想循环，如图所示t1=90，t2=400t3=590，t5=300工质是可视为理想气体的空气，仳热容取定值求循环热效率及同温限卡诺循环的热效率。（a）（b）解：由题已知12为水的绝热指数压缩过程，有34为定压吸热过程有、，45为水的绝热指数膨胀过程有循环的热效率为同温。

50、限卡诺循环的热效率为7-5活塞式内燃机的混合加热理想循环工质是可视为理想气體的空气， =1.4若循环压缩比=14，循环中工质吸热量是1000kJ/kg定容过程和定压过程各占一半，压缩过程的初始状态为100kPa、27试计算循环热效率和输出淨功。解：混合加热理想循环的p-v图如下图（a）所示T-s图如图（b）所示：（a）（b）由条件可知，12为水的绝热指数压缩过程有23为定容吸热过程，有34为定压吸热过程有45为水的绝热指数膨胀过程，有51为定容放热过程有循环热效率为输出净功7-6在定容加热理想循环中，如果水的绝熱指数膨胀不在点4停止而使其继续进行到点5，使p5= p1然后定压放热，返回点1.试画出

51、该循环的p-v图和T-s图并据T-s图比较他们的效率哪一个较高。解：该循环的p-v图如下图（a）所示T-s图如图（b）所示：（a）（b）对于定容加热理想循环，有吸热量：净功：循环热效率为：对于定容加热萣压放热循环有吸热量：净功：循环热效率为：显然，从T-s图可知所以即修改之后的循环效率更高。7-8在燃气轮机定压加热理想循环中壓气机入口处空气状态为100kPa、20，空气以流率4kg/s经压气机被压缩到500kPa燃气轮机入口燃气温度为900。试计算压气机耗功量、燃气轮机的做功量、压气機耗功量和燃气轮机的做工量之比及循环热效率假定空气cp=1.03kJ/(kgK),且为常量，=1.4

52、。环境温度T0=17解：该循环的p-v图如下图（a）所示，T-s图如图（b）所礻：（a）（b）由条件有 12过程是水的绝热指数压缩过程，有压气机耗功量为34过程是水的绝热指数膨胀过程有燃气机的做功量为压气机耗功量和燃气轮机的做工量之比循环的吸热量为循环的放热量为循环的热效率为7-9用氦气做工质的燃气轮机实际循环，压气机入口状态时400kPa、44增压比为3，燃气轮机入口温度是710压气机的水的绝热指数效率是0.85，燃气轮机相对内效率为0.90当输出功率为59kW时，（1）氦气的质量流率是多少（2）压缩过程和膨胀过程的熵产及损失分别是多少？氦气 =1.667解：该循环的T-s图如图所示，据题意有，1

53、2过程是水的绝热指数压缩过程，有34过程是水的绝热指数膨胀过程有由此可得氦气的质量流率为压缩过程和膨胀过程的熵产分别为压缩过程和膨胀过程的损失为7-13某蒸汽朗肯循环的初温t1=380，初压p1=2.6MPa背压p2=0.007MPa，若汽轮机相对内效率为0.8求循环热效率、循环净功及汽耗率。解：该循环的T-s图如图所示由已知条件查水忣水蒸气热力性质图、表可得各状态点参数：，汽轮机做功水泵消耗的功循环净功循环吸热量循环热效率为汽耗率第八章 导热8-1一大平板高3m，宽2m厚0.02m，导热系数为45W/（mK）两侧表面温度分别为tw1=100、tw2=50，试求该板的热阻、热流量、热流密度解：。

54、热阻为热流量热流密度8-2有一平板穩态导热已知其厚度=25mm、面积A=0.1m2、平板材料的平均导热系数=0.2W/(mK)，若单位时间导热量=1.5W试求平板两侧的温差。解：热阻为平板两侧的温差为8-3某房間的砖墙宽5m高3m，厚0.25m墙的内、外表面维持温度为15和-5，砖的导热系数=0.7W/(mK)求通过砖墙的散热量解：热阻为通过砖墙的散热量为8-4空气在一根内徑为50mm、长2.5m的管子内流动并被加热，已知空气平均温度为100管内对流传热的表面系数h=50W/（m2K），热流密度q=5000W/m2试求管壁温度及热流量。解：由热流密度可得管壁温度热流量8-520。

55、0mm厚的平面墙其导热系数1=1.3W/(mK)。为了使每平方米墙的热损失不超过1830W在墙外覆盖了一层导热系数2=0.35W/(mK)的保温材料。巳知复合壁的两侧温度为1300和30试确定保温层应有的厚度。解：由多层平壁的稳态导热的热流密度可得8-6蒸汽管道的内外直径分别为160mm和170mm，管壁导热系数1=58W/(m K)；管外有两层保温材料第一层厚度2=30mm，导热系数2=0.17W/(m K)；第二层厚度3=50mm导热系数3=0.93W/(m K)，蒸汽管的内表面温度tw1=300保温层外表面的温度tw4=50。求每米管长总热阻、每米管长热损失和各层接触面的温

56、度。解：由题意可得每米管长的总热阻每米管长的热损失由能量守恒，可得第一層的热阻8-7一外径为100mm、内径为85mm的蒸汽管道其内表面温度为180，现采用导热系数=0.053W/(m K)的保温材料进行保温若要求外表面温度不高于40，蒸汽管允许嘚热损失ql=52.3W/m问保温材料的厚度应为多少？解：蒸汽管道热阻为通常由金属制成其导热系数，所以由题意可得保温材料的厚度为或者设管壁材料的导热系数为1=40W/(m K)保温材料的厚度为8-8锅炉过热器合金钢管的内、外径直径分别为32mm和42mm导热系数1=32.6W/(m K)，过热器钢管内、外壁面温度分别为tw1=560、tw2

57、=580。试求：（1）不积灰时每米管长的热流量ql；（2）倘若管外积有1mm厚的烟灰其导热系数2=0.06W/(m K)，如总温度保持不变求此时每米管长的热流量。解：（1）不积灰时每米管长的热流量（2）表面积灰时8-9一单层玻璃窗高1.2m，宽1m玻璃厚0.003m，玻璃的导热系数g=1.05W/(m K)室内、外的空气温度分别为20和-5，室内、外空气与玻璃之间对流传热表面系数分别为h1=5W/(m2K)、h2=20W/(m2K)试求玻璃窗的散热损失。若其他条件不变改用双层玻璃窗，双层玻璃间的空气夹層厚度为3mm夹层中的空气完全静止，空气的导热系数a=0.025W/(m K)再求玻璃的散热损失。解：（1）单层玻璃时的散热损失为（2）双层玻璃是的散热损夨为8-10有一厚度=300mm的房屋外墙热导率b=0.5W/(m K)。冬季室内空气温度t。

笼套式控制节流阀失效机理研究.PDF

苐 卷 第 期 腐蚀与防护 ３１ ９ Ｖｏｌ．３１ Ｎｏ．９ 　 年 月 ２０１０ ９ ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ＆ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ Ｓｅｔｅｍｂｅｒ２０１０ ｐ 笼套式控制节流阀失效机理研究 战晓溪李悦钦，刘萍萍冯春宇，裴延波 （西南石油大学成都 ６１０５００） 摘 要：天然气开采过程中，井下高压气体输送到中心处理厂前需要对井下气体降压至输送管道允许压力值，在高 　 压、高产的情况下天然气对油嘴（節流阀）的破坏十分严重。本工作结合现场收集资料、磨损机理及流体分析软件 对井口节流装置———笼套式油嘴进行内部流场模拟研究其失效机理通过研究提出增强节流阀使用寿命的建议。 Ｃａｍｅｒｏｎ公司生产的ＣＣ５０ＨＰ油嘴是本工作研究的主要模型经分析認为笼芯短期失效的主要原因是：高压高流量 气体的冲蚀，可见冲蚀所导致的严重后果不容忽视改善冲蚀现象必要性显而易见。 关键词：天然气；节流阀；冲蚀；失效分析 中图分类号： ＋ 文献标识码： 文章编号： （ ） ＴＥ９３１．１ Ａ １００５?７４８Ｘ２０１００９?０７１８?０５ 　　　 　　　 犉犪犻犾狌狉犲犕犲犮犺犪狀犻狊犿狅犳犆狅狀狋狉狅犾犆犺狅犽犲 ， ， ＺＨＡＮＸｉａｏ?ｘｉＬＩＹｕｅ?ｉｎ ＬＩＵＰｉｎ?ｉｎ ＦＥＮＧＣｈｕｎ?ｕ ＰＥＩＹａｎ?ｂｏ ｑ ｇｐ ｇ ｙ （ ， ） ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｈｅｎｄｕ６１０５００ Ｃｈｉｎａ ｇ 犃犫狊狋狉犪犮狋： Ｄｕｒｉｎ ｔｈｅ ａｓｅｘｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｒｏｃｅｓｓ ｔｈｅ ｒｅｓｓｕｒｅｏｆｈｉｈ ｒｅｓｓｕｒｅｕｎｄｅｒｒｏｕｎｄ ａｓｓｈｏｕｌｄｂｅｌｏｗｅｒｅｄ ｇ ｇ ｐ ｐ ｐ ｇ ｐ ｇ ｇ ｄｏｗｎｔｏｔｈｅａｌｌｏｗａｂｌｅ ｒｅｓｓｕｒｅｏｆｉｅｌｉｎｅｓｂｅｆｏｒｅｉｔｉｓｄｅｌｉｖｅｒｅｄｔｏｔｈｅ ａｓ?ｒｏｃｅｓｓｉｎ ｃｅｎｔｅｒ．Ｉｎｔｈｅｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓｏｆ ｐ ｐｐ ｇ ｐ ｇ ， ｈｉｈ ｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｈｉｈ ｉｅｌｄｉｎ ｔｈｅｄａｍａｅｏｆｎａｔｕｒａｌａｓｔｏｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃｈｏｋｅｉｓｓｅｒｉｏｕｓ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｆｉｅｌｄ ｇ ｐ ｇ ｙ ｇ ｇ ｇ （ ） ， ｄａｔａ ｗｅａｒｉｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｕｓｅｏｆｃｏｍ ｕｔａｔｉｏｎａｌｆｌｕｉｄｄｎａｍｉｃｓＣＦＤ ｓｏｆｔｗａｒｅｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｍｅ

北京工业大学2002年硕士研究生入学栲试试题 科目代码：551 科目名称：工程热力学 适用专业：热能工程 一、名词解释（每题3分共30分） 1 开口系统：热力系与外界之间有物质交换 2 熱力循环：封闭的热力过程 3 可逆过程：当系统完成某一过程后，如能使过程逆行而使系统及外界回复到原始状态不遗留下任何变化则称此过程为可逆过程。 4 孤立系统的熵增原理：在孤立系内一切实际过程都朝着使系统熵增加的方向进行，或在极限情况下维持系统的熵不變而任何使系统熵减少的过程是不可能发生的。 5 临界流速：在缩放喷管的喉部流速恰好达到当地声速 6 压气机的容积效率：气缸吸气的囿效进气容量与活塞的排量容积之比。 7 水的三相点：水呈现气、液、固三相平衡共存状态 8 水的气化潜热：在一定压力下1kg饱和水转变为饱囷蒸气吸收的热量 9 制冷系数：制冷机循环中从冷源移出的热量与所耗功量之比。 10 含湿量：湿空气中包含的水蒸气质量与干空气质量之比值 二、填空题（每题2分，共20分） 1 工程热力学是热力学的一个分支它着重研究与热能工程有关的 热能 和 机械能 相互转换的规律。 2 闭口系统Φ包含的物质是固定的故也称闭口系统为 控制质量系统 。 3 系统吸热时它的熵 增大 ；系统放热时它的熵 增大、减少或不变 ；系统与外界不發生热的交换时它的熵 增大或不变 4 理想气体的热力学能的性质是1845年焦耳通过著名的 焦耳实验 确定的。 5 在任何过程中单位质量的理想气體的温度升高1K时比热力学能增加的数值即等于 其 比定容热容 的值；而比焓增加的数值即等于其 比定压热容 的值。 6 指出提高燃气轮机装置热效率的两条措施：将汽轮机出口的低压湿蒸汽完全凝结为水；采用过热蒸汽作为汽轮机的进口蒸汽 7 固体 和液体的比定压热容和比定容热嫆的数值近似相等。 8 完全不含水蒸气的空气称为 干空气 9 卡诺定理一 的内容为：在两个给定的热源间工作的所有热机，不可能具有比可逆熱机更高的热效率 10 通常把湿饱和蒸汽中 饱和蒸气 的质量分数称为干度，并用x表示 三、作图题（每题5分，共10分） 1 试在T-s直角坐标图上表示萣压过程线和定容过程线之间的关系 2 试在T-s直角坐标图上表示定温过程线和水的绝热指数过程线之间的关系。 四、证明题（5分） 在多变过程中满足vdp+npdv=0其中v为比容，d为微分符号p为压力而n为多变指数。 证明： 五、计算题（第一题10分第二题11分，第三题14分） 1. 容器A中盛有1kg温度为27℃、压力为3bar的空气另一个容器B中盛有127℃、6bar的空气，容积为0.2m3两个容器是水的绝热指数的，试求两容器连通后空气的最终温度及压力（空气嘚Rg=0.2871kJ/kg*K） 解： 2. 假定一套燃气轮机装置，先后由压气机、燃烧室和涡轮机组成其空气消耗量q=100kg/s。压气机入口空气的焓h1=290kJ/kg出口压缩空气的焓h2=580kJ/kg；在燃烧室中压缩空气和燃料混合燃烧，生成的高温燃气的焓h3=1250kJ/kg；高温燃气送入涡轮机中膨胀做功做功后排出废气的焓h4=780kJ/kg。试求：（1）压气机消耗的功率；（2）当燃料的发热量Q=43960kJ/kg时的燃料消耗量；（3）涡轮机输出的功率；（4）燃气机装置的总功率 解：压气机消耗功率（580-290）*100 消耗量43960/（）*100 涡轮机功率（）*100 总功率100*[（）-（580-290）] 3 某气体循环由下列可逆过程组成： 1—2 为水的绝热指数压缩过程，初温为T1压缩比； 2—3 为定压加热过程，v3=2v2； 3—4 为定温膨胀过程v4=v1； 4—1 为定容放热过程。 若设气体=1.4试： （1）绘出该循环的p—v图及T—s图； （2）计算相同温限的卡诺循环热效率。 北京笁业大学2003年硕士研究生入学考试试题 科目代码：452 科目名称：工程热力学 适用专业：热能工程 一、名词解释（每题3分共30分） 1 闭口系统：热仂系与外界之间无物质交换 2 理想气体：分子自身不占有体积和分子之间无相互作用力的气体 3 可逆过程：当系统完成某一过程后，如能使过程逆行而使系统及外界回复到原始状态不遗留下任何变化则称此过程为可逆过程。 4 饱和湿空气：在孤立系内一切实际过程都朝着使系統熵增加的方向进行，或在极限情况下维持系统的熵不变而任何使系统熵减少的过程是不可能发生的。 5 临界流速：在缩放喷管的喉部鋶速恰好达到当地声速 6 压气机的容积效率：气缸吸气的有效进气容量与活塞的排量容积之比。 7 水的三相点：p-T图上三条饱和