工程热力学-学习指南
一 填空
1热能动力装置可分为_________及________两大类。
2我国法定计量单位的压力单位为_______符号为_____。
3在国际单位制中温度的单位是_______。
4单位质量物质所占的体积称为________,单位体积物质的质量称为________。
5工质绝对压力与大气压力及表压力的关系__________,工质绝对压力与大气压力及真空度的关系__________。
6热力学第一定律应用于闭口系而得的能量方程式为____________。
7我们把实现热能和机械能相互转化的媒介物质叫做_____;把工质从中吸取热能的物质叫做_____;把接收工质排出热能的物质叫做______。
8液态水和蒸汽处于动态平衡的状态称为________。
9已知混合气体中各组元气体的质量分数ωi和摩尔质量Mi,则各组元气体的摩尔分数χi为_______。
10当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时,该热力系为_______。
11热力学中把热量定义为_____________________________________________。
12根据稳定流动能量方程,风机、水泵的能量方程可简化为____________。
13由干空气和饱和水蒸气组成的湿空气称为____________。
14摄氏温度与热力学温度的关系式为_____________。
15迈耶公式
____(填是或不是)适合于理想气体混合物。
16对于一种确定的理想气体,
____(填是或不是)等于定值,
____(填是或不是)等于定值。
17摩尔气体常数R值是否随气体的种类不同或状态不同而异_______。
18对于简单可压缩热力系统,当它处于平衡状态时的状态方程式为_________、____________、____________。
19工程上所用的水蒸气通常是______________而产生的。
20由热力系与外界发生_______交换而引起的熵变化称为熵流。
21处于饱和状态的蒸汽称为______,液态水称为______。
22在蒸汽动力循环中,汽轮机排汽压力的降低受_______温度的限制。
23燃气轮机装置定压加热循环的_______是决定循环热效率的唯一的条件。
24同样大小的容器内分别储存了同样温度的氢气和氧气,若二个容器内气体的压力相等,则二种气体质量的大小为
_______
。
25湿空气是指____________________,干空气是指________________________。
26设有一卡诺热机工作于600℃和30℃热源之间,则卡诺热机的效率为_______。
27正向循环在
图和
图上都是按________方向进行得;逆向循环在
图和
图上都是按________方向进行得。
28请在图中用箭头标出正向循环及逆向循环的方向。
(a) (b)
29热力学第二定律的数学表达式为_____________、_____________、__________——。
30压缩空气制冷循环的制冷系数方程式为______________。
二 选择题
1在所列的压力中哪个不是状态参数( )。
A、分压力 B、表压力 C、绝对压力 D、温度
2绝热系与外界没有( )交换。
A、热量 B、物质 C、功 D、能量
3不可逆损失来源于( )。
A、耗散效应 B、不等温传热 C、运动摩擦 D、ABC都是
4理想气体可逆定温过程的特点是( )
A、q=0 B、Wt=W
C、Wt>W D、Wt
函数。( )
19气体吸热后温度一定升高。( )
20通用气体常数对实际气体和理想气体都是一个不变的常数( )。
21均匀并非系统处于平衡状态之必要( )
22功转变成热量是无条件的,而热转变成功则是有条件的。( )
23在φ=1时,干球温度t湿球温度tw和露点温度td不相等( )。
24在φ<1时,干球温度
,湿球温度tw和露点温度td三者关系为t > tw> td( )。
四 计算题
1
容器被分隔成A、B两室,如下图所示。已知当地大气压力
,B室内压力表2的读数
,压力表1的读数
。求压力表3的读数(用
表示)(14分)
2 如图,一定量气体在气缸内体积由0.9
可逆地膨胀到1.4
,过程中气体压力保持定值,且
。若在此过程中气体热力学能增加12000
,试求此过程中气体吸入或放出的热量。(14分)
3 某蒸汽动力循环采用一级抽汽回热循环,回热加热器为混合式;已知下列参数:汽轮机进口焓h1=3426KJ/kg,抽汽点的焓h01=3010KJ/Kg,汽轮机排汽焓h2=1963.5KJ/kg,进回热加热器凝结水焓h3=137.7KJ/kg,出回热加热器给水焓h01’=1087.2KJ/kg,忽略泵功,试求:回热抽汽率α,回热循环净功W0,吸热量q1及热效率ηt.RG(20分)
4 温度为300K天然气(甲烷)绝热节流后压力由4MPa降为2MPa,试求(1)节流造成天然气比熵的增加ΔS;(2)节流造成天然气熵产Sg;(3)如果天然气由上述参数经过膨胀透平进行可逆绝热膨胀,压力也降为2MPa,那么每kg天然气将能作出多少功?(4)将节流过程和可逆绝热膨胀过程分别画在T-S图和P-V图上。天然气(甲烷)视为定比热理想气体,κ0=1.3,Rg=518.3J / (kg · K)(24分)
5 一次抽汽回热循环,蒸汽初压力
,初温
,抽汽压力
,
,并已知各点值如下:
,
,
,
,
,
,
,锅炉总加热量
试求:(1)锅炉内水的质量流量;(2)两台水泵总耗功率;(3)汽轮机作功率;(4)冷凝器放热;(5)循环热效率。(30分)
6 再热循环。蒸汽初压力
,初温
,从高压汽轮机排出的蒸汽压力为
,加热到
后再进入低压汽轮机,冷凝器内维持压力
。假定循环总加热量
不变,试求:(1)低压汽轮机末端蒸汽的湿度;(2)锅炉及再热器内的总加热量;(3)高压汽轮机和低压汽轮机发出的总功率;(4)循环热效率。并且由h-s图及表查出:
,
,
,
,
,
,
。(30分)
参考答案
一 填空题
1蒸汽动力装置,燃气动力装置
2帕斯卡,Pa
3开尔文(K)
4比体积,密度
5
,
6
7工质,热源,冷源
8饱和状态
9
10孤立系
11热力系和外界之间仅仅由于温度不同而通过边界传递热量
12 -ws=h2-h1 或 -wt=h2-h1
13饱和湿空气
14
15是
16是,不是
17不
18
,
,
19水定压沸腾汽化
20热量
21饱和蒸汽,饱和水
22环境
23增压比
24小于
25含水蒸气的空气,完全不含水蒸气的空气
26 65.29%
27顺时针,逆时针
28
(a) (b)
29
,
,
30
二 选择题
1 C 2 B 3 D 4 B 5 B
6 A 7 B 8 B 9 C 10 C
11 A 12 D 13 D 14 C 15 C
三 判断题
1× 2√ 3√ 4× 5√
6√ 7√ 8√ 9√ 10√
11√ 12× 13× 14× 15√
16√ 17√ 18× 19× 20×
21√ 22√ 23× 24√
四 计算题
1解:
2解:取气缸内的气体为系统。这是闭口系,其能量方程为
由题意
由于过程可逆,且压力为常数,故
所以
3解: 回热抽汽率
净功
吸热量
循环热效率:
4解:
(1) 甲烷视为定比热理想气体,绝热节流过程温度不变,因而其比熵的增加为
(2)
(3)
(4)图
5解:先求出抽气量α
4点焓值:
由回热器能量方程
,可得
锅炉内的水质流量
水泵耗功
汽轮机功率
冷凝器放热量
循环热效率
6解:
(1)
(2) 加热量
锅炉内每kg工质吸热量
再热器内每kg蒸汽吸热量
每kg工质吸热量
因为每kg工质吸热量增加,在循环总加热量Q没变时的情况下,所以蒸汽流量减少了
此时
(3)功率
高压汽轮机
低压汽轮机
(4)循环热效率