華南理工大2019

華南理工大學

2023年攻讀碩士學位研究生入學考試試卷

(請在答題紙上做答，試卷上做答無效，試後本卷必須與答題紙一同交回)

科目名稱：工程熱力學

適用專業：工程熱物理，動力機械及工程

一、解釋下列概念(每題3分，共計24分)

平衡狀態技術功能量貶值原理水的臨界點對應態原理

熱機的相對內部效率壓氣機的定溫效率濕空氣的含溼量

二、簡答題(每題6分，共計30分)

1、乙個門窗開啟的房間，若房內空氣壓力不變而溫度上公升，請問房間內空氣的總焓將如何變化？為什麼？(空氣按理想氣體定值比熱考慮)。

2、理想氣體微觀上具有什麼特點？高空大氣層內的氣體十分稀薄，此時其是否可以視為理想氣體，用相關的經典熱力學知識處理有關問題？

3、從汽輪機排出的乏汽可以通過絕熱壓縮變成液態水嗎？為什麼？

4、如果活塞式壓氣機的壓氣過程已接近等溫，有時仍採用分級壓縮，為什麼？

5、壓縮蒸汽製冷迴圈中，為什麼用節流閥後替代膨脹機？如果發生在膨脹機，內部的過程可逆，那麼這樣的替代會對製冷係數和製冷能力產生什麼影響？

三、繪圖說明問題(每題8分，共計24分)

1、利用t—s圖比較內燃機三種理想加熱迴圈的熱效率大小。假設它們所用工質為相同的理想氣體，且其在迴圈中的初始狀態、以及吸熱量和最高溫度都分別相同。

2、請在p—v圖和t—s圖上畫出理想氣體的四個基本可逆過程(定壓、定容、定溫、和絕熱)的基礎上，再把滿足以下要求的理想氣體多變過程表示出來：工質膨脹、降溫;工質公升溫、降壓；工質膨脹、增壓；工質壓縮、放熱、公升溫。

3、某種理想氣體由初始的大氣環境狀態，先後經過可逆絕熱和不可逆絕熱兩個過程被壓縮到相同的終壓。請在t—s圖上定性畫出這兩個過程，並在t—s圖上示出兩過程的耗功和不可逆過程的做工能力損失，並予以解釋說明。

四、如果某實際氣體的狀態方程序為(p+u/v)(v-b)=rgt,其中a、b和rg均為常數，請證明此時氣體的膨脹係數為：

v=r**(v-b)/rgtv2-a(v-b)212分）

五、某閉口系統在某熱力過程中，從th=1000k的恆溫熱源吸收了800kj的熱量並對外界做了300kj的膨脹功，同時向大氣散出部分熱量。已知此過程後，工質的內能增加了200kj，熵增加了0.2kj/k。

設大氣為的恆溫熱源，請通過計算說明此過程是否可逆？如不可逆，則此過程導致的做工能力損失是多少12分）

六、要把初始狀態為p1=6105pa、t1=627℃的燃氣經過乙個漸縮噴管射入pb=3105pa的環境，設該過程為等熵過程(k=1.4)。已知噴管出口面積a2=1.

510-3m2,噴管入口的燃氣速度為cf1=100m/s,燃氣可視為比熱為定值的雙原子分子的理想氣體，其氣體常數rg=256j/(kgk),請計算噴管出口的燃氣速度和質量流量。

七、在一壓縮蒸汽製冷迴圈中，製冷劑從冷庫出來時正好處於飽和蒸汽狀態。1、經過等熵壓縮後達到過熱狀態2、經過冷凝器可逆等壓散熱後達到飽和液體狀態3、最後經過節流閥後進入冷庫。已知其蒸發溫度為-20℃，冷凝溫度為30℃，製冷量為5kw。

為保護臭氧層需要，現用hfc134a替代原先工質為cfc12，而迴圈中關鍵點處的工質狀態不變。請：(1)在t—s圖上表示此製冷迴圈；(2)計算兩種工質相應的製冷係數、壓氣機耗功率以及製冷劑流量15分)

計算中用到的有關引數值如下:

八、右是某實際二次抽迴圈的t—s圖。如果已知：h1=3426kj/kg,hm=3010 kj/kg,hn= 2552 kj/kg ,h2=963 kj/kg,hn』= 1087 kj/kg ,hn』=605 kj/kg,h2=138 kj/kg，且蒸汽輪機內各階段膨脹過程相對內效率均設為t=0.

88，忽略迴圈中幫浦的耗功。試確定：

抽氣量1、2；

次迴圈的熱效率和對外輸出功；

無回熱時迴圈的熱效率(有關引數不變)和對外輸出功18分)