2008年华电工程热力学考研真题

华北电力大学2008年研究生入学考试初试试卷考试科目：工程热力学A考生注意：答案必须写在答题纸上一、回答问题（每题5分，共30分）1．什么是湿空气的绝对湿度和相对湿度？2．什么是绝热理论燃烧温度？3．水蒸气性质的“一点两线三个区域两个状态”指的是什么？它是否有普遍意义？4．压缩空气制冷循环中为什么不用节流阀代替膨胀机？5．蒸气动力循环采用再热的目的是什么？画T-s图加以说明？6．什么是卡诺循环（在T-s图上画出并用文字说明）？如何求其热效率？二、填空题（每题3分，共18分）1.焓的定义式为H=结果写在答题纸上，下同。2.对于入口为亚音速的气流，应选用形状的扩压管。3.温度为100℃，绝对压力为1MPa的氮气的密度为𝑘𝑔𝑚3⁄。4.已知某卡诺循环的热效率20%，则在相同温度限之间的逆向卡诺循环的热泵系数为5.大气压力为0.1MPa，测得某容器的真空度为195mmHg，则容器内的绝对压力为Pa。6.一台两级压气机，吸入空气的压力𝑝1=0.1𝑀𝑃𝑎，压气机最后将空气压缩到𝑝3=1.6𝑀𝑃𝑎，则最佳中间压力为。三、计算题（92分）1.有一容积V=10𝑚3的刚性储气瓶，内盛氧气，开始时压力表读数为𝑝𝑔1=4.5𝑀𝑃𝑎，温度为𝑡1=35℃。使用了部分氧气后压力表读数变为𝑝𝑔2=2.6𝑀𝑃𝑎，温度变为𝑡2=20℃。在这个过程中当地大气压保持𝑝𝑏=0.1𝑀𝑃𝑎，不变。求使用了多少千克氧气？（12分）2.某换热器用蒸汽作为加热流体，加热量为3.6×106𝑘𝐽ℎ⁄，假设蒸汽压降可忽略不计，求每小时需供的蒸汽量。已知蒸汽进入换热器时ℎ1=2988𝑘𝐽𝑘𝑔⁄流出时干度x=0.80，该压力对应的饱和水及干饱和蒸汽的焓分别为ℎ′=419.06𝑘𝐽𝑘𝑔⁄，ℎ′′=2675.71𝑘𝐽𝑘𝑔⁄3.空气可逆绝热的流经渐缩型喷管，测得某界面上的压力0.3MPa，温度为350K，速度为180𝑚𝑠⁄，截面积为9×10−3𝑚3。已知空气的κ=1.4，𝑐𝑝=4.1868𝑘𝐽(𝑘𝑔.𝐾)⁄，临界压比𝑣𝑐𝑟=0.528。试求：1）该截面上的马赫数、质量流量；（6分）2）滞至压力、滞至温度；（6分）3）如果出口达到音速，求出口截面的速度、温度、压力。（9分）4.采用一级回热的理想蒸汽循环参数如下：进入汽轮机蒸汽的焓ℎ1=3200𝑘𝐽𝑘𝑔⁄，汽轮机排气干度𝑥2=0.80，抽气焓ℎ01=2680𝑘𝐽𝑘𝑔⁄，饱和水焓h01′=600𝑘𝐽𝑘𝑔⁄，排气压力下干饱和蒸汽的焓h2′′=2584𝑘𝐽𝑘𝑔⁄，饱和水焓h2′=192𝑘𝐽𝑘𝑔⁄。试将此循环画在T-s图上，并计算抽气率和该循环的热效率。（忽略泵功）（30分）5.有人建议利用来自海洋的甲烷气体来发电，甲烷气体作为燃气蒸汽联合循环的燃料。此装置建在海面平台上，可以将废热排入海洋中，设计条件如下：压气机入口空气条件0.1MPa，20℃压气机增压比n=10燃气轮机入口温度1200℃蒸汽轮机入口参数6MPa，320℃蒸汽冷凝温度15℃压气机绝热效率0.87燃气轮机相对内效率0.9余热锅炉中废气排出温度100℃机组功率100MW试在T-s图上画出此联合循环的示意图，并求热效率、空气和水蒸气的质量流量（𝑡ℎ⁄）。如果在0.1MPa，20℃下燃料的地位发热量为38000𝑘𝐽𝑚3⁄,试计算为了满足输出功率，需要0.1MPa，50℃下燃料体积流量是多少（𝑚3ℎ⁄）?甲烷和空气均可当理想气体处理，空气的绝热指数κ=1.4，𝑐𝑝=4.1868𝑘𝐽(𝑘𝑔.𝐾)⁄已知水蒸气的参数：6MPa，320℃时ℎ1=2951.3𝑘𝐽𝑘𝑔⁄，15℃对应饱和水的焓为h2′=62.95𝑘𝐽𝑘𝑔⁄，蒸汽轮机的排气焓为ℎ2=2230.67𝑘𝐽𝑘𝑔⁄。（15分）四、分析题（10分）某报纸刊登了一则标题为“涡流技术真奇妙，冷水变热不用烧”的广告，其主要内容是：“公司引进国外发明专利技术生产的液体动力加热器，是一种全新概念的供热设备，无需任何加热元件，依靠电机带动水泵是告诉运动的液体经过热能发生器形成空化现象，利用产生微颗粒气泡破裂释能机理，实现高效热能转化。产品特点如下：对加热水质无特殊要求，不结垢，不需要任何水处理及化验设备；彻底实现水电隔离，产品安全可靠；环境无污染，自动控制无需专人操作，已经设定即可长期安全使用；热效率达94%以上，长期使用，热效率不衰减。”其利用所学热力学知识，从能量转化的角度，对这个广告进行评价。