期中试题参考答案

西南交通大学2008－2009学年第(2)学期

期中考试试卷

班 级 学 号 姓 名

密封装订线密封装订线密封装订

线

课程代码 2030600 课程名称 热工基础 成绩

一、判断下列说法是否正确（每题1分，共10分）：

1、在相同的初终态之间进行可逆与不可逆过程，则不可逆过程中工

质熵的变化大于可逆过程中工质熵的变化。

（×）

2、对可逆与不可逆绝热过程，都有w=－△u和w t=－△h，说明可逆

和不可逆绝热过程的功量相等。

（×）

3、孤立系统熵增原理表明：过程进行的结果是孤立系统内各部分

的熵都是增加的。（×）

4、若湿空气的比湿度（含湿量）不变，当温度升高时，其吸湿能

力增强。（√）

5、在可逆过程中熵变是判断工质有无热量交换的准则。

（√）

6、可通过等压降温或等温升压的方式将未饱和湿空气变成饱和湿

空气。（√）

7、因为熵是状态参数，所以熵流和熵产也都是状态参数。

（×）

8、热效率较高的发动机，其循环净功也一定较大。

（×）

9、能量品质升高的过程是不可能发生的。

（×）

10、绝热节流前后焓不变，因此绝热节流过程是等焓过程。

（×）

二、选择题（每题2分，共20分）：

1、对于闭口系，当过程的始态与终态确定后，下列各项目中A 的值无法确定？

A、Q

B、Q－W

C、W（当Q=0时）

D、Q（当W=0时）

2、公式q = c V△T + w适用于闭口系中C 。

A、理想气体的可逆过程

B、实际气体的任意过程；

C、理想气体的任意过程

D、任何工质的可逆过程

3、卡诺循环的热效率，只与B 有关。

A、热源与冷源的温差

B、热源与冷源的温度

C、吸热过程中的吸热量

D、循环中对外所做的功W

4、如果热机从热源吸热100 kJ，对外做功100 kJ，则B 。

A、违反热力学第一定律

B、违反热力学第二定律

C、不违反第一、第二定律

D、A和B

5、热熵流的计算式dS f =δQ／T适用于 C 。

A、理想气体任意过程；

B、理想气体可逆过程；

C、任何工质任意过程；

D、任何工质可逆过程

6、饱和空气具有下列关系 C （t－干球温度、t w－湿球温度、t D－露点温度）

A、t＞t w＞t D

B、t＞t D＞t w

C、t= t D = t w

D、t w= t D ＞t

7、压气机的余隙容积越大，容积效率ηV越小，对压气机的理论耗功

量和产气量影响为

D 。

A、理论耗功量增加，产气量减小

B、理论耗功量减小，产气量减小

C、理论耗功量减小，产气量不变

D、理论耗功量不变，产气量减小

8、一渐缩喷管在设计工况下工作（p2 = p b），如果喷管进口截面参数

及背压保持不变，那么将此喷管截掉一段，其出口流速和流量将按

C 变化。

A、流量增加，流速减小

B、流量、流速都减小

C、流量增加，流速不变

D、流量不变，流速减小

9、空气流在定熵滞止后，其温度 C 。

A、降低；

B、不变化；

C、升高；

D、可能升高

或保持不变

10、柴油机混合加热循环，若要提高其热效率，应在一定范围内适当采用措施B 。

A、增加压缩比，减小升压比和预胀比

B、增加压缩比和升压比，减小预胀比

C、增加升压比，减小压缩比和预胀比

D、增加压缩比和预

胀比，减小升压比

三、计算题（共70分）

1、 某燃气轮机装置,在稳定工况下工作,压气机进口处气体的焓

为h1＝280 kJ/kg;出口处气体的焓为h2＝560 kJ/kg;每kg气

体流经燃烧室的吸热量为 q2-3=650 kJ/kg;流经涡轮作功后,

出口处气体的焓为h4＝750 kJ/kg。忽略燃气轮机进出口气

体的动、位能差及加入的燃料量，试求：

（1） 每kg气体流经涡轮时所作的功；

（2） 每kg气体流经燃气轮机装置时，装置对外所作的功

及其热效率；

（3） 若气体流量为5kg/s，计算燃气轮机装置的功率；

（4） 在p-v图和T-s图上画出该燃气轮机装置的理论循环

图。（15分）

解：此题的关键是要熟悉燃气轮机的工作过程，结合教材P.130

图8.12，1-2：压气机定熵压缩；2-3：燃烧室定压加热；3-4：燃气轮机定熵膨胀；4-1：定压放热（排气）

燃气轮机各部件均为稳流系，其能量方程为：

（1）每kg气体流经涡轮（燃气轮机）时，q = 0，所作的功：

（2）每kg气体流经燃气轮机装置时，装置对外所作的功及其热效率：

装置对外所作的功是指燃气轮机作的功减去压气机消耗的功，即：

（3）若气体流量为5kg/s，计算燃气轮机装置的功率：

（4）在p-v图和T-s图上画出该燃气轮机装置的理论循环图。

见教材P.130 图8.12。

2、 煤气罐的容积为32m3，煤气的摩尔成分为x CH4 = 35%，x CO=

12%，x N2 = 2%，其余为H2.若煤气质量为460kg，气罐最高

允许压力为3.6MPa，为保证安全，罐内最高温度不能超过多

少度？ （12分）

解：利用理想气体状态方程：

（关键是要理解方程中各物理量）

需要求出R g或n，R g =R/M eq，n =m/M eq

∴ 必须求出M eq

结论：罐内最高温度不能超过44.5℃。

3、 某活塞式压气机的余隙容积与工作容积比（余隙容积比）C

=V c/V h为0.05，进气初参数为p1 =0.1MPa，t1 =27℃，压缩

终压为p2 =0.6MPa。若压缩过程与膨胀过程的多变指数相

同，均为n =1.2，气缸直径D=200mm,活塞行程S

=300mm，曲轴转速为500r/min。试求：（1）在p—v图上画

出压气机的理论循环图；（2）计算压气机的有效吸气容积

及容积效率；（3）求压气机的排气温度及所需功率。

（15分）

解：（1）在压气机的理论循环图p—v图上（参见上课教案），1-2为n =1.2的多变压缩，2-3为定压排气，3-4为n =1.2的多变膨胀（余隙容积残留气体膨胀），4-1为定压吸气。

（2）由图知，压气机的有效吸气容积为V1-V4，由余隙容积比C和活塞排量V h可求得V1

工作容积：

根据余隙比

然后按可逆多变膨胀过程3-4初终状态参数间的关系，得

有效吸气容积

压气机的容积效率

（3）压气机的排气温度

压气机所需功率

4、 空气进入喷管前的温度t1 =27℃，压力p1 =1.5bar，出口背压

p b=1bar，设空气的c p=1.004 kJ/（kg·K），R g=0.287kJ/

（kg·K），问：（1）应选何种喷管？（2）出口截面的流速

为多少？（3）若A2 = 0.02 m2，喷管的流量为多少？（13

分）

解：（1）选喷管（题目没有提到c1，可认为其很小）

＞0.528 应选渐缩喷管。

（2）由（1）可判断：c2＜c cr

（3）

5、 某内燃机混合加热循环，压缩始点工质参数p1 =0.85bar，t1

=40℃，ε=15，燃烧终了的工质参数t4=2000℃，p4

=75bar，求循环的加热量、放热量、循环功及热效率，并

在p—v图和T—s图上画出其理论循环图。（15分）

解：此题的关键是求出各点温度。同样要求熟悉内燃机混合加热循环（柴油机）的工作过程，结合教材P.129 图8.10，1-2：定熵压缩；2-3：定容加热；3-4：定压加热；4-5定熵膨胀；5-1：定容放热。

1-2：定熵压缩：

2-3：定容加热：

3-4：定压加热：已知：T4= 2273 K

4-5定熵膨胀：