2017年湖南工业大学土木工程学院949工程热力学(加试)复试实战预

 

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2017年湖南工业大学土木工程学院949工程热力学(加试)复试实战预测五套卷(一) ....... 2

2017年湖南工业大学土木工程学院949工程热力学(加试)复试实战预测五套卷(二) ..... 14

2017年湖南工业大学土木工程学院949工程热力学(加试)复试实战预测五套卷(三) ..... 23

2017年湖南工业大学土木工程学院949工程热力学(加试)复试实战预测五套卷(四) ..... 35

2017年湖南工业大学土木工程学院949工程热力学(加试)复试实战预测五套卷(五) ..... 42

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2017年湖南工业大学土木工程学院949工程热力学(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. 多变过程和多变指数。

【答案】多变过程是气体基本热力过程的一种概括,多变过程中气体和外界之间既有功的变换,又有热的变化,多变过程方程式为

式中n为常数,称为多变指数。

二、简答题

2. 明采用两级压缩,中间冷却压缩气体时,如要使总耗功最小,中间压力第二级压气体出口压力,而为第一级压气机的进口压力。

【答案】若两级压缩过程的多变指数为n,则两级压缩工程中所消耗的功为:

若中间定压冷却充分,即

可得:

则有: 其中为

求并令其为零,得: 此即表明当时,二级压缩所消耗的总功最小。

3. 系统经历了一不可逆过程,已知终态熵小于初态熵,能否判断该过程一定放出热量,为什么?

【答案】如果认为系统是闭口系,由

如果认为系统是开口系,据题意有:

假设绝热,只要

4. 有一发动机工作于该发动机能否实现? 【答案】

第 2 页,共 51 页 必定放热。 的高温热源及的低温热源之间,吸热1000kJ而作功700kJ。问故不可能实现。

5. 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。

6. 试述准静态过程与可逆过程的区别。

【答案】(1)定义不同。准静态过程是一系列平衡态所组成的过程;可逆过程是如果系统完成某一热力过程后,再沿原路径逆向进行时,能使系统和外界都返回原来状态而不留下任何变化的过程。

(2)要求条件不同。可逆过程要求系统与外界随时保持力平衡和热平衡,且不存在任何耗散损失,在过程中没有任何能量的不可逆损失;准静态过程的条件仅限于系统内部的力平衡和热平衡,在进行中系统与外界可以有不平衡势差,也可能有耗散现象发生,只要系统内部能及时恢复平衡,其状态变化还是准静态的。

(3)可逆过程是针对过程中所引起的外部效果而言的,准静态过程是针对系统内部状态变化而言的。

(4)可逆过程一定是准静态过程,准静态过程不一定是可逆过程。

(5)实际过程总是在温差、压差作用下变化的,实际过程是偏离可逆过程的准静态。

相同点:对于热力系统而言,两个过程都是由一系列平衡态所组成的,在图上都能用连续曲线表示,都可用确定的状态参数变化描述过程。

7. 某一工质在相同的初态1和终态2之间分别经历2个热力过程,一个为可逆过程一个为不可逆过程,试比较这两个过程中相应外界的熵变化量哪一个大,为什么?

【答案】工质经历相同的两个过程,

因此熵变

相同情况下,相同。设

由于可逆过程

由此可知,不可逆过程相应外界熵变化量大。

三、计算题

8. 如图所示为某一燃气轮机装置,已知压气机进口处1空气的比焓

空气温度升高,比焓增为

流速增加到

问:(1)若空气流量为

(2)若燃料的发热值

(4)燃气轮机的功率为多少kW?

(5)燃气轮机装置的总功率为多少kW?

第 3 页,共 51 页 经绝热压缩后,的速度进入在截面2处空气和燃料的混合物以燃烧室,在定压燃烧过程中,

工质吸入热量

叶片中热力状态不变,最后离开燃气轮机的速度燃烧后燃气进入喷管绝热膨胀到状态 此燃气进入燃气轮机动叶片,推动转轮回转做功。若燃气在动压气机消耗的功率为多少kW? 燃料的消耗量为多少kg/s? (3)燃气在喷管出口处的流速是多少m/s?

【答案】(1)取压气机为开系,绝热压缩过程 。忽略宏观动能差和重力势能差的影响,

由稳定能量方程式,可得:压气机消耗的功率为:

或 可见,压气机中所消耗的轴功增加了气体的焓值。

(2)燃料的耗量为:

可见,燃料量与空气量相比很小。

(3)燃气在喷管出口处的流速,取截面2至截面的空间为热力系,工质作稳定流动,若忽略重力势能差,则能量方程为:

因故:

(4)燃气轮机功率,若整个燃气轮机装置为稳定流动,燃气流量约等于空气流量。取截面至截面4的空间作为热力系,由于截面和截面4上工质的热力状态参数相同,则重力势能差和散热量,则能量方程为:

其中则可解得:

燃气轮机的功率为:

(5)装置的总功率=燃气轮机产生的功率-压气机消耗的功率为:

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忽略

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