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浙江大学本科生考试试题一、简答题(每小题 5 分,共 30 分) 1、未饱和湿空气经历绝热加湿过程,其干球温度、湿球温度和露点温度如何变化? 2、定压、定温、绝热和定容四种典型的热力过程,其多变指数的值分别是多少? 3、画出燃气轮机装置定压加热理想循环的 p-v 图和 T-s 图,并写出其用循环增压比表示的热效率公式。(假设工质为理想气体,比热取定值) 4、反映往复活塞式内燃机混合加热循环特性的设计参数有哪几个?写出其定义式。 5、住宅用空调机当夏天环境温度升高时,其制冷系数和耗功量如何变化? 6、为什么在湿蒸汽区域进行的绝热节流过程总是呈现节流冷效应? 二、计算题(共 70 分) 1 ( 18 分) 3kmol 温度 t 1 100 的氮气流与 1kmol 温度 t 2 20 的空气流在管道中绝热混合。已知混合前空气的摩尔分数为: x N 2 0.79 、 x O2 0.21 ,若混合前后氮气、空气和混合物的压力都相等,试求: (1) 混合后气体的温度; (2) 混合气体中 N2 和 O 2 的摩尔分数; (3) 对应于 1kmol 的混合气产物,混合过程的熵增。 设摩尔热容为定值: C p,m,N2 29.08kJ/ ( kmolK ) 、 C p,m ,O2 29.34kJ/ ( kmolK ) 、 R 8.314kJ/ ( kmolK ) 2 ( 17 分) 空气初态为 p 1 0.4MPa 、 T 1 450K ,初速忽略不计。经一喷管绝热可逆膨胀到 p 2 0.1MPa 。若空气的 Rg 0.287 kJ/ (kgK) ; c p 1.005 kJ/ (kgK) ; c p / c v 1.4 ; 临界压力比 cr =0.528 ; 试求: (1)在设计时应选用什么形状的喷管?为什么? (2)喷管出口截面上空气的流速 C f2 、温度 T 2 和马赫数 Ma 2; (3)若通过喷管的空气质量流量为 q m 1kg/s ,求:喷管出口截面积和临界截面积。 3 ( 15 分) 活塞式压气机每秒钟从大气环境中吸入 p 1 0.1MPa 、 t1 17 的空气 0.1m 3 ,绝热压缩到 p 2 0.4MPa 后送入储气罐。若该压气机的绝热效率 c,s =0.9 ,空气的 Rg 0.287k J/ (kgK) ; c p 1.005 kJ/ (kgK) ; c p / c v 1.4 ;试求: (1) 压气机出口的空气温度; (2) 拖动压气机所需的功率; (3) 因摩擦引起的每秒钟的熵产。 4 ( 20 分) 一单级抽汽回热循环如图 1所示,水蒸气进入汽轮机的状态参数为5MPa、450,在10kPa下排入冷凝器。水蒸气在0.45MPa压力下抽出,送入混合式给水加热器加热给水。给水离开加热器的温度为抽汽压力下的饱和温度。在冷凝器和加热器之后有一台水泵。若忽略水泵功,求: (1) 抽汽回热量; (2) 每千克水蒸气循环的吸热
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