2017年大连海事大学工程热力学(同等学力加试)复试实战预测五套卷

 

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2017年大连海事大学工程热力学(同等学力加试)复试实战预测五套卷(一) ...................... 2

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2017年大连海事大学工程热力学(同等学力加试)复试实战预测五套卷(四) .................... 34

2017年大连海事大学工程热力学(同等学力加试)复试实战预测五套卷(五) .................... 43

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2017年大连海事大学工程热力学(同等学力加试)复试实战预测五套卷(一) 说明:本资料为2017复试学员内部使用,终极模拟预测押题,实战检测复试复习效果。 ————————————————————————————————————————

一、名词解释

1. 闭口系统与开口系统。

【答案】物质不能透过边界,即与外界与质量交换只能有能量交换的热力系统,称为闭口系统。物质可以透过外界,即与外界既可有质量交换又可有能量交换的热力系统,称为开口系统。闭口系统控制质量,开口系统控制空间范围。

二、简答题

2. 试述下列各项中两个概念之间的区别:

(1)闭口系统和孤立系统。

(2)绝热过程和定熵过程。

(3)可逆循环和逆向循环。

【答案】(1)闭口系是指系统与外界没有物质交换;而孤立系统是指系统与外界之间既无物质交换也无能量交换的系统。

(2)绝热过程指过程中,系统与外届没有热量交换;而定熵过程是指过程中系统的熵不变。可逆的绝热过程一定是定熵过程,但不可逆的绝热过程不是定熵过程。

(3)可逆过程是指系统经过一个过程后,可以使得系统和外界同时恢复到初始状态,而不引起变化的过程,而逆向过程是指过程的方向在图或图上是逆时针。

3. 一个热力系统中熵的变化可分为哪两部分?指出它们的正负号。

【答案】一个热力系统中熵的变化分为熵产和熵流两个部分。其中,熵产是不可逆因素引起的部分,只能为正,或为零。而熵流是由于热流进、流出系统所引起的系统熵变的部分,为正、为负、为零均可,视情况而定。

4. 有时为获得较高压力的压缩气体,往往采用多级压缩,问采用多级压缩有何好处?

【答案】采用多级压缩,可以使每一级的增压比不是很大,从而大大提高压缩机的容积效率。另外,采用多级压缩可以采用中间冷却措施,使高压级的压缩终温不会很高,少耗功。

5. 对于理想气体,试说明它的热力学能和焓都是温度的单值函数。

【答案】根据理想气体模型,热力学能是气体分子热运能量(无内位能),故热力学能是温度的单值函数。 因为

所以焓也是温度的单值函数。

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6. 定性画出在水蒸气的焓熵图上由气液共存区间任一相同状态分别经过定压和定温过程达到过热蒸汽状态的可逆过程线。

【答案】如图所示。

7. 如图所示,刚性绝热容器中间用隔板分为两部分,A中存有高压空气,B中保持真空。若将隔板抽去,试分析容器中空气的热力学能如何变化?若容器中所装的为固定隔板,隔板上有一小

B两侧压力相同时A、B两部分气体的热力学能如何变化?

孔,气体从A泄露入B,试分析当A、

【答案】将气体视作一个控制质量,由于气体向真空作无阻自由膨胀,不对外界作功,所以

过程功又因为容器绝热,所以过程的热量也即热力学能不变。 根据热力学第一定律所以有气体的热力学能变化

如果有固定隔板,隔板上有小孔,则气体从A中泄露入B中,若隔板绝热,则过程为A对5的充气过程,因为A部分气体对部分作推进功,充气的结果是A部分的热力学能比原来减少,而B部分气体的比热力学能升高,最后当两部分气体的压力达到平衡,但是A部分气体的温度比B低。

A、B部分的气体应时刻具有相同的温度,B两部分气体相同时,若隔板是良好导热体,当A、

A、5两部分气体处于热力学平衡状态,情况与自由膨胀时相同,两个部分气体的比热力学能相等。两部分的总热力学能与两部分的容积成正比。

三、计算题

8.

空气在喷管中做等熵绝热流动。流过出口截面积

数为初速

求:(1)当背压为多大时,喷管可达最大流量。

(2)喷管的最大质量流量,以及此时的出口流速。

已知:空气的比热气体常数

第 3 页,共 50 页 的渐缩喷管。喷管进口处参

【答案】(1)喷管的滞止参数为:

由绝热方程

可得初始状态的压强为:

所以,当

(2)喷管的最大质量流量为:临界速度为:其中临界温度为:则可求得临界速度为:则此时的出口流速为:质量流量为:

时喷管出口达最大流速。

9. 如图所示,管道1中的空气和管道2中的空气进入管道3进行绝热混合。若管道1气流温度为200°C,流量为压力

流速为

管道2气流温度为

流量为

流速为

混合后的

管道3的直径

若空气可视为理想气体而且比热为定值试求混合后空气的流速和温度。

【答案】依据质量守恒定律,可知:

混合过程绝热,且与外界无功量交换,依据热力学第一定律知,混合前后能量守恒,有:

又依据理想气体状态方程,可知:

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