浙江大学本科生工程热力学考试试题

浙江大学本科生考试试题一、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※、参考答案