21年1月考试《工程热力学X》考核作业

东北大学继续教育学院工程热力学X试卷（作业考核线上2）A卷（共2页）总分题号一二三四五六七八九十得分一．判断题（每题2分，共30分）下列各题中，你认为正确的请在括号内划（），不正确或不全面的请在括号内划（）。1.在确定的两态之间，理想气体的熵差计算公式为s=cpln–Rln（×）2.使系统熵增大的过程一定是不可逆过程。（×）3.可逆循环的热效率不可能等于1。（√）4.制冷系数有可能大于1。（√）5.卡诺循环的热效率总比任意实际循环的热效率要高。（√）6.在临界点上，饱和液体的焓一定等于饱和蒸汽的焓。（×）7.水的温度为t，若其压力大于t对应的饱和压力，则该状态的水一定处于未饱和液体状态。（×）8.p–t图上可以表示出的三相变化，所以称为相图。（√）9.一热力系经历一个不可逆过程，其熵有可能减少。（√）10.等容过程加热量的计算式可以适用于任意气体。（×）11.对于喷管来说，其背压降得愈低，则其出口流量将愈大。（×）12.不可逆过程中，工质的熵减少了，则工质的焓也必减少。（√）13.不可逆过程就是不能反方向进行的过程。（×）14不可逆过程的前后状态参数变化无法计算。（×）15.绝热过程一定是定熵过程。（×）二．选择题（每题4分，共20分）1.一个气球在阳光下被晒热，里面的空气进行的经历吸热、压力升高和膨胀的过程，其过程指数为（③）①1<n<k；②0<n<1；③-∞<n<0；④k<n<∞2.压气机按（③）过程压缩空气耗功少。①绝热过程；②定压过程；③定温过程；④多变过程3.下面各式中，（①）是闭口系统普遍适用的热力学第一定律数学表达式的微分形式。①dq=du+dw；②dq=du+pdv；③dq=cvdT+pdv；④dq=dh-vdp4.下列参数中（④）不是状态参数。①熵；②定压比热；③焓；④热量中的可用能5.当渐缩渐扩喷管前后压力数值为（④）时，喷管出口气体的流速最大。①200bar，50bar；②50bar，20bar；③20bar，10bar；④10bar，1bar三．计算题（25分）国产20万千瓦汽轮发电机组的新蒸汽参数为13.24MPa，535℃，排汽参数为5200Pa，再热参数为2.16MPa，535℃。试求再热循环的循环热效率t。已知：13.24MPa，535℃时，h=3427.53kJ/kg，s=6.548kJ/(kgK)13.24MPa，33.93℃时，h=154.01kJ/kg，s=0.486kJ/(kgK)2.16MPa，535℃时，h=3542.83kJ/kg，s=7.493kJ/(kgK)2.16MPa，259.8℃时，h=2921.08kJ/kg，s=6.548kJ/(kgK)5200Pa时，t=33.6℃，h'=140.72kJ/kg，s'=0.486kJ/(kgK)，h"=2562.85kJ/kg，s"=8.382kJ/(kgK)T132T132654s三题图h2=2921.08kJ/kgh3=3542.83kJ/kgx4==0.8874h4=x4(h4"–h4')+h4'=0.8874(2562.85-140.72)+140.72=2290.12kJ/kgh5=h4'=140.72kJ/kgh6=154.01kJ/kgt==44.82%四．计算题（25分）柴油机吸入0.12MPa、20℃的空气，通过绝热压缩体积缩小为原来的十八分之一（压缩比c=18），然后定压加热到1500℃，其后绝热膨胀，排气可视为定容变化到初始状态。求：各状态点的基本状态参数、各个过程的能量变化关系和循环热效率。说明：计算题严格依照工程实际，并与后续课程相呼应，且覆盖较宽的本课程知识面，以及题量适中。如果改成较小试题，则覆盖面和题量难以兼顾。答：p1=0.08MPa，T1=20+273.15=293.15K，v1==1.0517m3/kg。v2=v1/c=1.0517/14=0.07512m3/kgp2==3.219MPaT2==842.47K。u12=cvT12=717(842.47293.15)=393866.01J=393.87kJh12=cpT12=1005(842.47293.15)=552071.60J=552.07kJq12=0，所以w12=q12u12=393.87kJwt,12=q12h12=552.07kJp3=4.5MPa，v3=v2=0.07512m3/kg，T3==1177.84Ku23=cvT23=717(1177.84842.47)=240460.09J=240.46kJh23=cpT23=1005(1177.84842.47)=337846.43J=337.85kJw23=0，所以q23=u23=240.46kJwt,23=q23h23=240.46337.85=97.39kJp4=p3=4.5MPa，v4=1.5v3=1.50.07512=0.11268m3/kgT4==1766.76Ku34=cvT34=717(1766.761177.84)=422255.54J=422.26kJh34=cpT34=1005(1766.761177.84)=591864.46J=591.86kJwt34=0，所以q34=h34=591.86kJw,34=q34u34=591.86422.26=169.60kJv5=v1=1.0517m3/kg，p5==0.19731MPaT5==723.04Ku45=cvT45=717(723.041766.76)=748347.24J=748.35kJh45=cpT45=1005(723.041766.76)=1048938.6J=1048.94kJq45=0，所以w45=q45u45=748.35kJwt,45=q45h45=1048.94kJu51=cvT51=0.717(293.15723.04)=308.23kJh51=cpT51=1.