清华大学期末考试题(1) 1.简答题(40分,每题4分) (1)气体在喷管中的流动,欲要加速处于超音速区域的气流,应采用什么形式的喷管,其主 要原因是什么? (2)在燃气轮机动力循环中,一般采取什么措施提高效率? (3)定温定压化学反应过程自发进行的条件是什么?其平衡条件又是什么? (4)对刚性密闭容器中的汽水混合物加热,是否最终将全部变为蒸汽? (5)绝热真空刚性容器充入理想气体后,容器内的气体温度比充气前气体温度是高了、低了 还是相等? (6)请写出4个 Maxwell关系式 (7)非饱和湿空气的干球温度、露点温度与湿球温度的大小关系如何?对于饱和湿空气3个 温度又是什么关系? (8)空气压缩制冷循环中,是否也可象蒸气压缩制冷循环那样用节流阀代替膨胀透平?为什 (9)已知气体的温度、压力和临界参数,如何利用通用压缩因子图确定气体的比体积 ⑩0当系统与环境处于同一温度和压力时,系统的火用是否为零?为什么? 2.填空题(10分,每空1分) 0)已知=c,-(m,4,则可知( (2)df=s (3)焦汤系数41= ,山>0表示 效应,1<0表示效应 (4)理想气体定压热膨胀系数an、1v y aT (5)水蒸汽的汽化潜热在低温时较,在高温时较,在临界温度为 3.某制热制冷两用空调机用R2作制冷剂。压缩机进口为蒸发温度下的干饱和蒸气,出口 为22MPa,105℃的过热蒸汽,冷凝器出口为饱和液体,蒸发温度为-10℃。当夏季室外温 度为35℃时给房间制冷,当冬季室外温度为0℃供暖,均要求室温能维持在20℃。若室内 外温差每1℃时,通过墙壁等的传热量为1100kJ/h。求: (1)将该循环示意图画在p-h图上 (2)制冷系数; (3)室外温度为35℃时,制冷所需的制冷剂流量 (4)供暖系数 (5)室外温度为0℃时,供暖所需的制冷剂流量 已知R2的物性参数为 =-10℃时,饱和液h=1887kJkg,饱和气h"=3987kJ/kg p=22MPa时,饱和液h=270.5kJ/kg,饱和气h"=4141kJ/kg p=22MPa,t=105℃时h=4857kJ/kg
清华大学期末考试题（1） ⒈ 简答题（40 分，每题 4 分） ⑴ 气体在喷管中的流动，欲要加速处于超音速区域的气流，应采用什么形式的喷管，其主 要原因是什么？ ⑵ 在燃气轮机动力循环中，一般采取什么措施提高效率？ ⑶ 定温定压化学反应过程自发进行的条件是什么？其平衡条件又是什么？ ⑷ 对刚性密闭容器中的汽水混合物加热，是否最终将全部变为蒸汽？ ⑸ 绝热真空刚性容器充入理想气体后，容器内的气体温度比充气前气体温度是高了、低了 还是相等？ ⑹ 请写出 4 个 Maxwell 关系式。 ⑺ 非饱和湿空气的干球温度、露点温度与湿球温度的大小关系如何？对于饱和湿空气 3 个 温度又是什么关系？ ⑻ 空气压缩制冷循环中，是否也可象蒸气压缩制冷循环那样用节流阀代替膨胀透平？为什 么？ ⑼ 已知气体的温度、压力和临界参数，如何利用通用压缩因子图确定气体的比体积？ ⑽ 当系统与环境处于同一温度和压力时，系统的火用是否为零？为什么？ ⒉ 填空题（10 分，每空 1 分） ⑴ 已知 dp T v T dT ds c p p ( ) = − ，则可知 T p p c ( ) ＝（ ）。 ⑵ df = s ______+ ______ dv ⑶ 焦汤系数 J = ________ ， J >0 表示__________效应， J <0 表示__________效应。 ⑷ 理想气体定压热膨胀系数 p p T v v ( ) 1 = ＝__________。 ⑸ 水蒸汽的汽化潜热在低温时较__________，在高温时较__________，在临界温度为 __________。 ⒊ 某制热制冷两用空调机用 R22 作制冷剂。压缩机进口为蒸发温度下的干饱和蒸气，出口 为 2.2 MPa，105℃的过热蒸汽，冷凝器出口为饱和液体，蒸发温度为-10℃。当夏季室外温 度为 35℃时给房间制冷，当冬季室外温度为 0℃供暖，均要求室温能维持在 20℃。若室内 外温差每 1℃时，通过墙壁等的传热量为 1100 kJ/h。求： ⑴ 将该循环示意图画在 ln p − h 图上； ⑵ 制冷系数； ⑶ 室外温度为 35℃时，制冷所需的制冷剂流量； ⑷ 供暖系数； ⑸ 室外温度为 0℃时，供暖所需的制冷剂流量。 已知 R22 的物性参数为： t =-10℃时，饱和液 h＝188.7 kJ/kg，饱和气 h＝398.7 kJ/kg； p ＝2.2 MPa 时，饱和液 h＝270.5 kJ/kg，饱和气 h＝414.1 kJ/kg p ＝2.2 MPa，t = 105℃时 h ＝485.7 kJ/kg
4.在绝热刚性容器中,p1=0.6MPa,0.58mol的H2与p2=0.8MPa,042mol的CO且 两部分的温度相同,由体积可忽略不计的隔板分开,抽开隔板并实现定温混合,求混合气体 的压力和混合熵增。若两部分气体皆为H,混合前的参数分别与上述的H,和CO相同, 则混合后的压力和混合熵增又为什么? 5.某一地热水电站,其系统和工质参数如附图所示。热水经节流阀变成湿蒸汽进入扩容器, 并在此分离成干饱和蒸汽和饱和水。干饱和蒸汽进入汽轮机膨胀作功,乏气排入凝汽器凝结 为水。若忽略整个装置的散热损失和管道的压力损失,试确定: (1)节流后扩容器所产生的蒸汽流率qn(kgs)(过冷水参数可近似地用同温饱和水参数 代替) (2)已知汽轮机的相对内效率为nr=0.75,求汽轮机发出的功率P(kw) (3)设热水电站所付出的代价为热水所能提供的热量,即热水自90℃冷却到环境温度 28℃所放出的热量。求热水电站的热效率 (4)汽轮机内的火用损失I(kw) (5)将循环中的1,2,3,4,5状态点定性地画在T-s图上,并将汽轮机的火用损失也 表示在T-s图上。 水和水蒸汽的相关参数为 MPa t/c h/(kJ/kg h"/(kJ/kg) s'/kJ/kg. K) s"/kJ/kg. K) 0.0037785 l1731 2552.3 0.4088 8.4950 0.008 41.53 173.87 2576.7 0.5926 8.2289 0.035 72.51 303.48 2631.1 0.9851 7.7203 0.070108 376.94 2660.3 1.1925 74805 0.14 109.32 458.42 2690.8 14109 7.2480 90℃,0.14MPa,0.035MPa qm,=240 t/h 2汽轮机 扩容器 回注大地 凝 008MPa 汽 回注大地 题5附图
⒋ 在绝热刚性容器中， 1 p ＝0.6 MPa，0.58 mol 的 H 2 与 2 p ＝0.8 MPa，0.42 mol 的 CO 且 两部分的温度相同，由体积可忽略不计的隔板分开，抽开隔板并实现定温混合，求混合气体 的压力和混合熵增。若两部分气体皆为 H 2 ，混合前的参数分别与上述的 H 2 和 CO 相同， 则混合后的压力和混合熵增又为什么？ ⒌ 某一地热水电站，其系统和工质参数如附图所示。热水经节流阀变成湿蒸汽进入扩容器， 并在此分离成干饱和蒸汽和饱和水。干饱和蒸汽进入汽轮机膨胀作功，乏气排入凝汽器凝结 为水。若忽略整个装置的散热损失和管道的压力损失，试确定： ⑴ 节流后扩容器所产生的蒸汽流率 m q (kg/s)（过冷水参数可近似地用同温饱和水参数 代替） ⑵ 已知汽轮机的相对内效率为 T ＝0.75，求汽轮机发出的功率 P(kw) ⑶ 设热水电站所付出的代价为热水所能提供的热量，即热水自 90℃冷却到环境温度 28℃所放出的热量。求热水电站的热效率 ⑷ 汽轮机内的火用损失 I(kw) ⑸ 将循环中的 1，2，3，4，5 状态点定性地画在 T − s 图上，并将汽轮机的火用损失也 表示在 T − s 图上。 水和水蒸汽的相关参数为： p /MPa t /℃ h / (kJ/kg) h / (kJ/kg) s /[ kJ/(kg·K)] s /[ kJ/(kg·K)] 0.0037785 0.008 0.035 0.070108 0.14 28 41.53 72.51 90 109.32 117.31 173.87 303.48 376.94 458.42 2552.3 2576.7 2631.1 2660.3 2690.8 0.4088 0.5926 0.9851 1.1925 1.4109 8.4950 8.2289 7.7203 7.4805 7.2480 1 5 2 3 4 回注大地 回注大地 扩 容 器 汽轮机 凝 汽 器 0.008MPa 90℃，0.14 MPa，0.035 MPa m q ＝240 t/h 题 5 附图