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华南理工大学

2018 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷

（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）

科目名称：工程热力学 适用专业：工程热物理；动力机械及工程；动力工程(专硕)

共 页word/media/image1.gif

一、概念辨析（每题 7 分，共 42 分）

1、状态参数与过程量；

2、平衡状态与稳定状态；

3、技术功与体积（变化）功；

4、理想气体与实际气体；

5、压缩因子与临界压力比；

6、压气机的等温效率与绝热效率

二、综合题（每题 10 分，共 40 分）

1、理想气体的多变过程是如何定义的？请在同一 p-v 图和同一 T-s 图上分别画出理想 气体的四个典型过程（定容、定压、定温和定熵），并把满足以下要求的理想气体多 变过程在这两个图上分别对应表示出其大致位置，同时给出每个过程的多变指数范 围。1）工质升温且降压；2）工质压缩且降压；3）工质升温且放热。 2、若某压气机的压缩过程可视为绝热的，请利用 T-s 图分析过程的不可逆性对压气 机性能的影响 ，并示意性画出其不可逆性导致的做功能力的损失。设环境温度为 T0 。 3、请在 T-s 图上表示内燃机的理想混合加热循环，并导出其热效率计算公式（要求 公式中的变量均为无量纲比参数），设工质是比热为定值的理想气体。

4、若环境空气处于某一未饱和湿空气状态 A，其对应结露时状态和饱和状态分别为 B 和 C，请在 p-v 图和 T-s 图上定性地对应表示出这三个状态点，并说明什么是露点。

三、证明题（12 分） 已知范德瓦尔气体状态方程式为：

⎛

p +

2 ⎪(v -b)=RgT ，试证明对于这种气体有

du =cvdT +

a dv 。

word/media/image2.gifword/media/image3_1.pngword/media/image2.gifword/media/image4_1.png⎝ v ⎭ v

四、简算题（每题 9 分，共 27 分）

1、某柴油机用压缩空气启动，压缩空气装在容积为V =0.04m3

的气罐内，柴油机

启动前后，气罐上的压力表读数分别为 pe1 =10.5MPa 和 pe2 =0.5MPa 。启动前后 罐内空气的温度与环境接近，均可设为 t =27℃，其气体常数为 Rg =287J / (kg.K) ，

绝热指数 k =1.4 ，请估算启动过程的耗气量。

2、燃气轮机进口烟气参数为 p1

=1.5⨯106 Pa 、 T

=1450K ，其在燃气轮机内不可

逆绝热膨胀后的出口压力变为 p2

=1.2⨯105 Pa 。 烟气可视为空气（ 绝热指数

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k =1.4 ）。 且燃机 的 相 对 内 效 率 为 ηT =0.92 ， 求 烟 气 流 经 燃 机 时 所 做 的 功

wT (kJ / kg) 。

3、要把初始状态为 p1 =0.3MPa 、t1 =627℃的废燃气经过喷管射入 p2 =0.12MPa

的环境中。如果废燃气可视作空气（比热为定值的理想气体），且喷管内部的流动过 程为等熵过程（ k =1.4 ），请对喷管选型，并确定喷管出口流速（已知喷管入口流速 可以忽略）。

五（14 分）、某氨蒸气压缩制冷装置中，氨从冷库（蒸发器）出来进入压缩机时处于 饱和蒸气状态，温度为-20℃；氨从冷凝器出来进入节流阀（膨胀阀）时处于饱和液 体状态，温度为 40℃。压缩机的工作过程若为等熵压缩过程，其出口处氨的比焓为

1910kJ/kg。实际上压缩机的工作过程是不可逆绝热的，其绝热效率为ηcs =0.88 。 设实际压缩过程中氨蒸气在压缩机出口处的压力与等熵压缩时相同。

试确定：1）画出此制冷循环的 T-s 图；2）计算此制冷循环的制冷系数和制冷量；3） 如果用可逆膨胀机代替节流阀，则会对循环的制冷系数、制冷量以及循环耗功有什么 影响？

氨的有关热力性质表如下：

六（15 分）、某一次抽汽回热循环的 T-s 图如图 1 所示，其中蒸汽在汽轮机中进行的 是不可逆绝热膨胀过程，循环的其余过程均可视为可逆。已知： h1 =3456kJ / kg ，

hm =3010kJ / kg

， h2 =2200kJ / kg

， hm’=810kJ / kg

， h2’=180kJ / kg ，

s1 =6.4312kJ / (kg.K) ，sma =6.5821kJ / (kg.K) ，s2a =6.7231kJ / (kg.K) ，且蒸

汽轮机的相对内效率

ηT =0.90 ，忽略循环中泵的耗功。试确定：

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1）抽汽量α、循环对外输出的功、以及循环热效率；

2）若环境温度为 T0 =27℃， 求由不可逆性导致的蒸汽在汽轮机内部做功过程时的 火用损失以及此过程的火用 效率。

图 1 抽汽回热循环的 T-s 图

2018年华南理工大学研究生入学考试专业课真题826 - 工程热力学