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,则可知=( )。
⑵
⑶ 焦汤系数,>0表示__________效应,<0表示__________效应。⑷ 理想气体定压热膨胀系数=__________。
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:
-10℃时,饱和液=188.7 kJ/kg,饱和气=398.7 kJ/kg;
=2.2 MPa时,饱和液=270.5 kJ/kg,饱和气=414.1 kJ/kg
=2.2 MPa,105℃时=485.7 kJ/kg。
⒋ 在绝热刚性容器中,=0.6 MPa,0.58 mol的H与=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,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?
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(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=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状态点定性地画在图上,并将汽轮机的火用损失也表示在图上。
水和水蒸汽的相关参数为:
/MPa
/℃
/ (kJ/kg)
/ (kJ/kg)
/[ kJ/(kg·K)]
/[ 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