浙江大学工程热力学期末考试试题

浙江大学工程热力学期末考试试题浙江大学本科生工程热力学考试试题一、简答题（每小题5分，共30分）1、未饱和湿空气经历绝热加湿过程，其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化？2、定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程，其多变指数的值分别是多少？3、画出燃气轮机装置定压加热理想循环的p-v图和T-s图，并写出其用循环增压比表示的热效率公式。（假设工质为理想气体，比热取定值）4、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。5、住宅用空调机当夏天环境温度升高时，其制冷系数和耗功量如何变化？6、为什么在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是呈现节流冷效应？二、计算题（共70分）1．（18分）3kmol温度t1＝100℃的氮气流与1kmol温度t2＝20℃的空气流在管道中绝热混合。已知混合前空气的摩尔分数为：xN2＝0.79、xO2＝0.21，若混合前后氮气、空气和混合物的压力都相等，试求：(1)混合后气体的温度；(2)混合气体中N2和O2的摩尔分数；(3)对应于1kmol的混合气产物，混合过程的熵增。设摩尔热容为定值：Cp，m，N2＝29.08kJ/（kmol·K）、Cp，m，O2＝29.34kJ/（kmol·K）、R＝8.314kJ/（kmol·K）2．（17分）空气初态为p1＝0.4MPa、T1＝450K，初速忽略不计。经一喷管绝热可逆膨胀到p2＝0.1MPa。若空气的Rg＝0.287kJ/(kg·K)；cp＝1.005kJ/(kg·K)；γ＝cp/cv＝1.4；临界压力比νcr=0.528；试求：（1）在设计时应选用什么形状的喷管？为什么？（2）喷管出口截面上空气的流速Cf2、温度T2和马赫数Ma2；（3）若通过喷管的空气质量流量为qm＝1kg/s，求：喷管出口截面积和临界截面积。3．（15分）活塞式压气机每秒钟从大气环境中吸入p1＝0.1MPa、t1＝17℃的空气0.1m3，绝热压缩到p2＝0.4MPa后送入储气罐。若该压气机的绝热效率ηc,s=0.9，空气的Rg＝0.287kJ/(kg·K)；cp＝1.005kJ/(kg·K)；γ＝cp/cv＝1.4；试求：(1)压气机出口的空气温度；(2)拖动压气机所需的功率；(3)因摩擦引起的每秒钟的熵产。4．（20分）一单级抽汽回热循环如图1所示，水蒸气进入汽轮机的状态参数为5MPa、450℃，在10kPa下排入冷凝器。水蒸气在0.45MPa压力下抽出，送入混合式给水加热器加热给水。给水离开加热器的温度为抽汽压力下的饱和温度。在冷凝器和加热器之后有一台水泵。若忽略水泵功，求：(1)抽汽回热量；(2)每千克水蒸气循环的吸热量q1和循环放热量q2；(3)每千克水蒸气循环的净功量w；(4)循环热效率。图1单级抽汽回热循环