硕士研究生招生2014年《南京航空航天大学》817工程热力学考试真题卷.pdf

科目代码：817 科目名称：工程热力学 第 1 页 共 3 页 南京航空航天大学南京航空航天大学 20142014 年硕士研究生入学考试初试试题年硕士研究生入学考试初试试题（A A 卷卷 ）科目代码:817 满分:150 分 科目名称:工程热力学 注意:认真阅读答题纸上的注意事项；认真阅读答题纸上的注意事项；所有答案必须写在所有答案必须写在答题纸答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无上，写在本试题纸或草稿纸上均无效；效；本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！一、一、简答题（共简答题（共 55 分）分）1、（5 分）工质经历正向循环，其熵变大于零；经历逆向循环，其熵变小于零该说法正确吗？简要说明理由2、（5 分）如何理解准平衡过程就是“过程进行得很慢，驰豫时间很短的过程”？3、（5 分）由理想气体混合物分压力及分体积的定义可推断：iipVVp该推断成立吗？简要说明理由4、（8 分）在冬季，室外空气条件相同的情况下，A 房屋顶有结霜现象，而 B 房屋顶则无结霜现象，试分析产生此现象可能的原因5、（8 分）喷管内有摩擦阻力时，其出口的流速、流量、焓、比体积、温度、熵与无摩擦阻力（等熵过程）时有何区别(假定进出口压力降相同，工质为理想气体)？6、（8 分）与理想气体比较，实际气体的两个最大特点是什么？试推导范德瓦尔气体在定温膨胀时所作的膨胀功。

2mmVabVRTp）7、(8 分)若未饱和湿空气被等容冷却到其中水蒸气刚开始凝结的温度vT，问此温度比露点温度dT高还是低？为什么？（要求借助水蒸气 p-v 图加以说明）8、(8 分)如图所示，循环 1-2-3-4-1 和循环 1-2-3-6-1 均为燃气轮机装置中的理想定压循环，循环 1-2-3-6-1 为在理想极限条件下采用定温膨胀的燃气轮机循环，在没有回热的情况下，试比较三个循环的循环热效率大小，简单说明理由科目代码：817 科目名称：工程热力学 第 2 页 共 3 页 二、（10 分）某燃气轮机装置部件示意图如下图，分析下图中装置使用了哪些提高循环热效率的措施，并将该装置理想循环过程定性地表示在 T-S 图上三、（13 分）一可逆热机以理想气体为工质，自状态 1 定容吸热达到状态 2，接着绝热膨胀到状态 3，再定压返回状态 1 完成循环1）画出该循环的vp图；2）证明该循环热效率1/1/112131ppVVkQwnett四、（12 分）某人声称可在KTH385、KT350、KTL5.297这 3 个恒温热源之间设计一整套理想的热力设备，如下图该设备可将 T 热源中 100kJ 热量的 50%传给HT高温热源，其余 50%放给LT低温热源，试判断 1）该方案能否实现？为什么？2）如果可以实现，计算传给HT热量的极限值是多少？五、（12分）2kg质量的某种理想气体按可逆多变过程膨胀到原有体积的3倍，温度则从300降到 60，膨胀过程中做功 400kJ，吸热 80kJ。

求该气体的比定压热容pc及气体常数gR假设该气体比热容为常数)科目代码：817 科目名称：工程热力学 第 3 页 共 3 页 六、（13 分）现有 5kg 水处于温度为200T环境中，1）若将其加热到 70，试求热水所具有的可用能；2）如果再在 70热水中掺入 3kg、20的凉水，并使冷、热水充分混合，试求全部可用能的损失已知水的比热容为 4.187KkgkJ/七、（15 分）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s；2）节流造成天然气熵产gs；3）如果上述参数的天然气经过透平可逆绝热膨胀，压力也降为 2MPa，那么每 kg 天然气将能做出多少功？4）将上述绝热节流过程和可逆绝热膨胀过程分别表示表示在 T-s 图和 P-v 图上天然气（甲烷）视为定比热容理想气体，1.3k0，K)(kg518.3J/gR八、（20 分）某单位设计了一套超音速试验系统，压气机提供压力和温度分别为MPap8.131、3.431T的高压气体，采用喉部截面积为 1mm2的缩放喷管实现超音速流动，设计时要求出口截面上压力达到喉部压力的 10 倍。

假设该喷管工作环境压力为 0.1Mpa，试求稳定工作时，该缩放喷管的流量、出口截面上的马赫数以及马赫数为 0.8 截面的面积忽略喷管进口速度，空气视为定比热理想气体，)/(287.0KkgkJRg，k=1.4，)/(005.1KkgkJcp。