天津商业大学考研历年真题之工程热力学考研真题.docx
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天津商业大学考研历年真题之工程热力学考研真题
天津商业大学2008年研究生入学考试试题(A)
专业:
工程热物理
制冷及低温工程
供热、供燃气、通风及空调工程
课程名称:
工程热力学共2页第1页
说明:
答案标明题号写在答题纸上,写在试题纸上的无效。
一、是非判断题,判断以下说法是否正确,并简述其理由。
(共30分,每小题3分)
1.理想气体任意两个状态参数确定后,气体的状态就一定确定了。
2.理想气体进行了一个温度下降、压力升高的多变过程,则多变指数n的数值范围为:
1n。
3.既无热量交换又无功量交换的系统即为孤立系。
4.一切不可逆热机的t总比可逆热机的t小。
5.饱和水的压力越高,其比容越大。
6.压缩因子Z是相同T,p下理想气体比容与实际气体比容之比。
7.增温比愈大,燃气轮机定压加热循环热效率愈高。
8.逆向循环吸热温度越高、放热温度越低其性能系数COP越大
9.湿空气的相对湿度越大,空气中水蒸气的含量就越大。
10.活塞式内燃机定容加热、混合加热、定压加热3个循环在压缩比和吸热量q1相同的条件下,定容加热循环的热效率最高。
二、简答题(共40分,每小题8分)
1.功与热量的异同?
2.露点温度与湿球温度哪个高,为什么?
3.在给定的管道内的定熵流动过程中,流动截面中每个截面的滞止参数是否相等,为什么?
4.闭口系统中熵的变化可分为哪两部分?
指出它们的数值范围及物理含义。
5.比热容有哪些分类方法?
按照这些分类方法比热容又可分为哪些类型?
共2页第2页
三、计算题(每题20分,共80分):
1.p1=0.12MPa、T1=313K的氢气流与p2=0.14MPa、T2=523K的氮气流合流。
混合气流的质量比为1:
4。
混合过程与外界无热量和技术功交换,混合气流的压力p=0.1MPa。
求混合气流的温度。
取氢和氮的定压比热容分别为:
cp1=14.32kJ/(kgK),cp2=1.038kJ/(kgK)。
2.5kg的水起初与温度为295K的大气处于热平衡状态,用一热泵在这5kg水与大气之间工作,使水定压冷却到280K,求所需的最小功是多少?
(水的比热取cp=4180J/kg.K)
3.容积为1m3的湿空气,总压力p=0.1MPa,温度t=27℃,相对湿度φ=40%。
试求:
水蒸气分压力pv、绝对湿度v、含湿量d;湿空气的比容v、密度。
若经历了一个含湿量不变的可逆定压加热过程,湿空气升至47℃,试求加热量Q和湿空气的熵变S。
(干空气取cp=1.005kJ/kg,水蒸气取cp=1.86kJ/kg,27℃时水蒸气的饱和压力ps=3.5759×103Pa,干空气气体常数Ra=287J/(kgK),水蒸气气体常数Rv=461J/(kgK))。
4.某蒸汽压缩制冷装置用NH3作制冷剂。
制冷量Q0=100000kJ/h,冷藏室温度t2=–20℃,冷却水温度t1=20℃。
已知压缩机的出口焓为h4=2000kJ/kg。
试求:
(1)画出装置系统图和循环过程的T-s图;
(2)每千克NH3吸收的热量q2;(3)每千克NH3传给冷却水的热量q1;(4)循环耗功量w;(5)制冷系数ε;(6)循环中每小时NH3的质量流量。
t℃
pskPa
hkJ/kg
hkJ/kg
skJ/(kgK)
skJ/(kgK)
-20
190.2
327.19
1654.71
3.840
9.0691
20
857.8
512.46
1699.96
4.493
8.542
天津商业大学2009年研究生入学考试试题(A)
专业:
工程热物理
制冷及低温工程
供热、供燃气、通风及空调工程
课程名称:
工程热力学共3页第1页
说明:
答案标明题号写在答题纸上,写在试题纸上的无效。
四、是非判断题,判断以下说法是否正确,并简述其理由。
(共30分,每小题3分)
11.可逆过程就是系统可以逆向进行回复到原态的过程。
()
12.当多变过程的多变指数n满足1 () 13.气体吸热一定膨胀作功。 () 14. 如图,已知pA=0.3MPa,TA=458K,pB=0.45MPa,TB=528K,空气流过图示绝热管道时,空气的流向为B到A。 () 15.饱和蒸汽的温度越高,其比容越大。 () 16.压缩因子Z越大反映了实际气体与理想气体性质的偏离程度越大。 () 17.孤立系统的熵与能量都是守恒的。 () 18.计算循环的吸热量q1时无需考虑工质在回热器中的吸热量。 () 19.绝热加湿过程可以近似地看成是湿空气焓值不变的过程。 () 20.有余隙容积的压缩机若能实现定温压缩过程,那么即使要达到很高的压力也不必采用多级压缩。 () 五、简答题(共40分,每小题8分) 1.若热力学第一定律表达式写作q=u+∫pdv,那么该式的使用条件是什么? 为什么? 2.试分析比较湿空气露点温度、干球温度、湿球湿度的大小。 3.冷热不同的空气分别经两个管道进入一绝热混和器混合,若冷热空气的温度分别为t1和t2,质量流量分别为qm1和qm2,问混合后空气温度如何计算? 共3页第2页 4.应用热力学知识分析建筑节能的重要性? 5.试在T-s图上把理想气体任意两状态间的焓的变化表示出来? 六、计算题(每题20分,共80分): 1、某储气筒内装有压缩氮气,当时大气的温度为T0=27℃,压力p0=100kPa,相对湿度φ=60%。 已知储气筒内氮气压力为p1=3.0MPa。 试问当打开储气筒阀门使筒内气体进行绝热膨胀,表压力至少为多少时,筒表面开始有露水(假定筒表面与筒内气体温度一致)。 有关状态参数见附表1。 附表1饱和蒸汽表 t/℃ ps/kPa t/℃ ps/kPa 16 1.8170 24 2.9824 18 2.0626 26 3.3600 20 2.3368 28 3.7785 22 2.6424 30 4.2417 2、试证明,初态温度为T1,压力为p1的mkg理想气体在汽缸内膨胀做功,如果环境压力和温度为p0,T0,在除环境外没有其他热源的条件下,最大可以做出的有用功为 共3页第3页 其中: Wu=Q-(U0-U1)-p0(V0-V1) 3、一刚性透热容器容积4m3,内有温度20℃,压力0.1MPa,相对湿度60%的湿空气。 问对此容器充入2kg干空气后,容器内空气的相对湿度,含湿量及水蒸气分压力各变化多少? 有关状态参数见附表1。 4、氨蒸气压缩制冷装置中,蒸发器中的温度为-20℃,冷凝器中的温度为40℃。 已知压缩机出口的焓为1960kJ/kg。 相关状态参数见附表2。 (1)画出装置系统图和制冷循环的T-s图; (2)求循环的制冷系数;(3)如用膨胀机代替节流阀,求循环的制冷系数。 附表2氨的热力性质表 t℃ pskPa hkJ/kg hkJ/kg skJ/(kgK) skJ/(kgK) -20 190.2 327.198 1657.428 3.840 9.0691 40 1554.4 609.47 1710.6 4.830 8.350 天津商业大学2010年研究生入学考试试题(A) 专业: 工程热物理 制冷及低温工程 供热、供燃气、通风及空调工程 课程名称: 工程热力学共2页第1页 说明: 答案标明题号写在答题纸上,写在试题纸上的无效。 七、是非判断题,判断以下说法是否正确,并简述其理由。 (共30分,每小题3分) 21.在临界点上,饱和液体的焓一定等于干饱和蒸汽的焓。 22.不存在0℃的水蒸汽。 23.流经缩放喷管的气体流量随着背压的降低而不断增加。 24.没有容积变化的过程,就一定不对外作功。 25.过冷度越大,蒸气压缩式制冷循环的制冷系数就越小。 26.热可以从低温物体传到高温物体。 27.同温限间的可逆热机的效率一定大于不可逆热机的效率。 28.如果工质的所有状态参数都不随时间变化,则工质处于平衡状态。 29.容器中气体的压力没有变化,则安装在容器上的压力表之读数也不会变化。 30.定质量系统一定是封闭系统。 八、简答题(共40分,每小题8分) 6.压缩、升温、放热的过程,终态在p-v图和T-s图的哪个区域? 7.试分析热电厂提高热效率和减少热污染的途径。 8.简述湿空气和湿蒸汽的区别? 9.简述熵流与熵产的区别。 10.什么是理想气体混合物的分容积与分压力? 共2页第2页 九、计算题(每题20分,共80分): 5.空气的初态为p1=150kPa,t1=27℃,今用压缩机压缩2kg空气,使其容积为原来的0.25。 若进行可逆定温压缩,求它的终态参数,过程热量、功量以及热力学能的变化。 (空气: =1.004kJ/(kgK),Rg=0.287kJ/(kgK)) 6.氨蒸汽压缩制冷装置,蒸发器中的温度为-20℃,冷凝器中的温度为40℃,已知压缩机入口为饱和气,出口处比焓为1954.2kJ/kg,冷凝器出口为饱和液。 有关状态参数见附表。 求: (1)循环制冷系数并画T-S图表示各点。 (2)如用膨胀机代替节流阀,求循环制冷系数。 附表氨的热力性质表 t℃ p/Mpa /(kJ/kg) /(kJ/kg) /[kJ/(kg•K)] /[kJ/(kg•K)] -20 0.190219 327.198 1657.428 3.84 9.096 40 1.554354 609.472 1710.6 4.83 8.35 7.将100kg温度为20℃的水与200kg温度为80℃的水在绝热容器中混合,求混合前后水的熵变及损失。 设水的比热容为定值,cw=4.187kJ/(kg·K),环境温度t0=20℃。 8.室内空气的t1=20℃,φ1=40%,与室外t2=-10℃,φ2=80%的空气相混合,已知qm,a1=50kg/s、qm,a2=20kg/s,求混合后湿空气状态d3和h3。 (已知p=100kPa,水饱和性质: t1=20℃时,ps1(t1)=2.337kPa;t2=-10℃时,ps2(t2)=0.259kPa)。 天津商业大学2012年研究生入学考试试题 专业: 工程热物理 制冷及低温工程 供热、供燃气、通风及空调工程 课程名称: 工程热力学(805)共2页第1页 说明: 答案标明题号写在答题纸上,写在试题纸上的无效。 一.判断并说明原因(共30分,每小题3分) 1.如果工质的所有状态参数都不随时间变化,则工质就处于平衡状态() 2.定质量系统一定是封闭系统() 3.压缩因子Z是相同T,p下理想气体比容与实际气体比容之比。 () 4.只要存在不可逆性就会有熵产,故工质完成一个不可逆循环,其熵的变化量必大于零() 5.一切不可逆热机的t总比可逆热机的t小。 () 6.孤立系统的熵与能量都是守恒的。 () 7.流经缩放喷管的气体流量随着背压的降低而不断增加() 8.循环的热效率越高则循环的净功越大,反之,循环的净功越大,则热效率也越高。 () 9.某理想气体经历了一个内能不变的热力过程,则该过程中工质的焓也不变() 10.活塞式内燃机定容加热、混合加热、定压加热3个循环在压缩比和吸热量q1相同的条件下,定容加热循环的热效率最高。 () 二.简答题(每题8分,共40分) 1.放热、降温、升压的过程,终态在p-v图和T-s图的哪个区域? 2.提高活塞式内燃机实际循环热效率的热力学措施有哪些、热力学依据是什么? 3.某热力系统经历一熵增的可逆过程,问该热力系能否经一绝热过程回复到原态? 4.露点温度与湿球温度哪个高,为什么? 5.问有没有400℃的水? 0℃或-10℃的水蒸汽? 为什么? 专业: 工程热物理 制冷及低温工程 供热、供燃气、通风及空调工程 课程名称: 工程热力学(805)共2页第2页 三.计算题(每题20分,共80分) 1.容积为V=0.6m3的压缩空气瓶内装有表压力 、温度 的压缩空气。 打开空气瓶上的阀门用以启动柴油机,假定留在瓶内的空气参数变化满足 (其中k=1.4) (1)问瓶中压力降到 时,用去多少kg空气? 这时膨胀空气的温度是多少? (2)过一段时间后,瓶中空气从室内空气中吸热,温度又恢复到室温300K,问这时瓶上压力表的读数是多少? 设空气的比热为定值,气体常数 ,气瓶容积不随瓶内气体的温度、压力而变,当地大气压 。 2、某热电厂工作在1650℃的高温热源(锅炉炉膛温度)和15℃的低温热源(河水中引来的循环水)之间。 (1)求在此高、低温热源下按卡诺循环工作时的热效率; (2)热电厂实际采用水(蒸汽)作为工质,由于受金属材料耐高压的限制,过热蒸汽的温度为550℃。 求以此温度作为高温热源温度并按卡诺循环工作时的热效率 (3)试分析热电厂提高热效率和减少热污染的途径。 3.有人声称已设计成功一种热工设备,不消耗外功,可将65℃的热水中的20%提高到95℃,而其余80%的65℃的热水则降到环境温度15℃,分析是否可能? 若能实现,则65℃热水变成95℃水的极限比率为多少? 已知水的比热容为4.1868kJ/kg.K。 用热力学第一定律,第二定律分别解此题。 4.室内空气的t1=20℃,φ1=40%,与室外t2=-10℃,φ2=80%的空气相混合,已知qm,a1=50kg/s、qm,a2=20kg/s,求混合后湿空气状态d3和h3。 (已知p=100kPa,t1=20℃时,ps1(t1)=2.337kPa;t2=-10℃时,ps2(t2)=0.259kPa)。 天津商业大学2013年研究生入学考试试题 专业: 动力工程 课程名称: 工程热力学(901)共2页第1页 说明: 答案标明题号写在答题纸上,写在试题纸上的无效。 一、判断并说明原因(共30分,每小题3分) 11.如果工质的所有状态参数都不随时间变化,则工质就处于平衡状态。 () 12.存在0℃的水蒸汽。 () 3.孤立系统的熵与能量都是守恒的。 () 4.没有容积变化的过程,就一定不对外作功。 () 5.稳定流动能量方程不适用于有摩擦的情况。 () 6.热可以从低温物体传到高温物体。 () 7.可逆热机的效率一定大于不可逆热机的效率。 () 8.气体被压缩时一定会放热。 () 9.容器中气体的压力没有变化,则安装在容器上的压力表之读数也不会变化。 () 10.定质量系统一定是封闭系统。 () 二.简答题(每题8分,共40分) 1、理想气体与实际气体的区别是什么? 2、湿空气的干球温度、湿球温度及露点温度三者之间的大小如何? 3、状态量(参数)与过程量有什么不同? 常用的状态参数哪些是可以直接测定的? 哪些是不可以直接测定的? 4、制冷循环的经济性指标是什么? 热泵循环的经济性指标又是什么? 对同一台热泵装置而言,两者之间的关系如何? 5、简述湿空气和湿蒸汽的区别? 专业: 动力工程 课程名称: 工程热力学(901)共2页第2页 三.计算题(每题20分,共80分) 1.室内空气的t1=20℃,φ1=40%,与室外t2=-10℃,φ2=80%的空气相混合,已知qm,a1=50kg/s、qm,a2=20kg/s,求混合后湿空气状态d3和h3。 (已知p=100kPa,t1=20℃时,ps1(t1)=2.337kPa;t2=-10℃时,ps2(t2)=0.259kPa)。 2.在温度分别为T1=1000K、T2=320K的两个恒温热源之间工作的动力系统循环中,工质吸热过程的熵变△s1=1.0kJ/(kg·K),吸热过程的熵产sg=0.02kJ/(kg·K);工质放热过程的熵变△s2=-1.020kJ/(kg·K),放热量q2=490kJ/kg。 判断该循环过程能否实现。 3.空气压缩制冷循环中,压缩机消耗的功率为20kW,膨胀机产生功率为8kW,制冷系数为1.7,压缩机入口处空气温度为5℃。 求: (1)循环制冷量 (2)压缩机出口处空气温度(3)冷凝器散热量。 4.1kg空气由初态P1=5barT1=340K,在开口系统中进行绝热膨胀,其容积变为原来的两倍(即: V2=2V1),求 (1)可逆绝热膨胀时终态压力P2和温度T2;轴功及熵、热力学能(内能)和焓的变化量。 (2)绝热节流膨胀时终态压力、温度、轴功及熵、热力学能(内能)和焓的变化量。 (已知空气的定压比热为1004J/(kg·K),绝热比k=1.4) 天津商业大学2014年研究生入学考试试题 专业: 工程热物理 制冷及低温工程 供热、供燃气、通风及空调工程 课程名称: 工程热力学(805)共2页第1页 说明: 答案标明题号写在答题纸上,写在试题纸上的无效。 一判断并解释原因(共30分,每小题3分,判断1分,原因解释2分) 1.气体吸热一定膨胀作功。 () 2.任何没有体积变化的过程就一定不对外作功。 () 3.气体在绝热节流前后,其焓值相等,因此温度也不变化( ) 4.某一理想气体的CP-CV及CP/CV在任何温度下均为常数。 () 5.对密封容器内的汽、水混合物不断的加热时,所有的水必将全部转化为水蒸气。 () 6.绝热过程必为定熵过程。 () 7.如果从同一初态出发到同一终态有两个过程,一个为可逆过程,另一个不可逆,则不可逆过程的熵增大于可逆过程。 () 8.渐缩喷管的出口气流速度随着被压的降低而不断增大。 () 9.不可逆过程有熵产,故工质完成一个不可逆循环,熵变将大于零。 () 10.空气的相对湿度越大,其含湿量越高。 () 二简答题(共40分,每小题8分) 1.压缩、降温、降压的过程,终态在p-v图和T-s图的哪个区域? 2.什么是理想气体混合物的分容积与分压力? 3.试分析热电厂提高热效率和减少热污染的途径。 4.述湿空气和湿蒸汽的区别 5.状态量(参数)与过程量有什么不同? 常用的状态参数哪些是可以直接测定的? 哪些是不可以直接测定的? 专业: 工程热物理 制冷及低温工程 供热、供燃气、通风及空调工程 课程名称: 工程热力学(805)共2页第2页 三.计算题(共80分,每小题20分) 1.已知理想气体的比定容热容 ,其中a,b为常数,试导出其热力学能、焓和熵的计算式。 2.温度为40℃的20kg的水向环境放热,试求水放出热量中的可用能(设环境温度为17℃,水的比热容为4.187kJ/(kg·K)) 3.有一台NH3压缩制冷装置,冷库温度为-20℃,冷凝温度为20℃。 制冷能力为100kW,假设压缩机进口为干饱和蒸气,冷凝器出口是饱和液体。 (1)画出制冷循环工作原理设备图。 (2)试求制冷系数和压缩机功率。 (3)将循环表示在lgP-h图上。 附表1NH3饱和态部分物性参数 t℃ P(Mpa) H’kJ/kg H”kJ/kg S’(kJ/kg.k) S”(kJ/kg.k) -20 0.1920 251.70 1580.83 1.12 6.37 20 0.8572 436.93 1623.31 1.80 5.85 附表2NH3过热态部分物性参数 压力 0.8572 MPa 温度 83.9715 ℃ 密度 5.1534 kg/m3 比容 1.940476e-001 m3/kg 比焓 1792.0495 kJ/kg 比熵 6.37 kJ/(kg·℃) 4.某物料烘干装置中,在加热器前空气状态为t1=25℃、φ1=62%,加热器后空气温度t2=50℃,然后热空气后进入烘箱烘干物料,烘箱出口空气温度t2’=30℃,空气压力始终为1bar不变,求: (1)1kg干空气在烘箱中吸收了多少水份? (2)湿物料每蒸发1kg水份需加热器提供给空气多少热量? 同时需要提供多少干空气? 附表3饱和水蒸汽性质 t(℃) 25 30 40 50 P(bar) 0.03171 0.04241 0.07375 0.1234 天津商业大学2015年研究生入学考试试题 专业: 工程热物理 制冷及低温工程 供热、供燃气、通风及空调工程 课程名称: 工程热力学(805)共2页第1页 说明: 答案标明题号写在答题纸上,写在试题纸上的无效。 一.判断并说明原因(每题3分,共30分) 13.如果工质的所有状态参数都不随时间变化,则工质就处于平衡状态() 14.定质量系统一定是封闭系统() 15.干球温度永远大于湿球温度() 16.只要存在不可逆性就会有熵产,故工质完成一个不可逆循环,其熵的变化量必大于零() 17.一切不可逆热机的热效率总比可逆热机的热效率小。 () 18.孤立系统的熵与能量都是守恒的。 () 19.流经缩放喷管的气体流量随着背压的降低而不断增加() 20.循环的热效率越高则循环的净功越大,反之,循环的净功越大,则热效率也越高。 () 21.某理想气体经历了一个内能不变的热力过程,则该过程中工质的焓也不变() 22.活塞式内燃机定容加热、混合加热、定压加热3个循环在压缩比和吸热量q1相同的条件下,定容加热循环的热效率最高。 () 二.简答题(每题8分,共40分) 1.放热、降温、升压的过程,终态在p-v图和T-s图的哪个区域? 2.提高活塞式内燃机实际循环热效率的热力学措施有哪些、热力学依据是什么? 专业: 工程热物理 制冷及低温工程 供热、供燃气、通风及空调工程 课程名称: 工程热力学(805)共2页第2页 3.某热力系统经历一熵增的可逆过程,问该热力系能否经一绝热过程回复到原态? 4.简述节能减排的途径? 5.问有没有400℃的水? 0℃或-10℃的水蒸汽? 为什么? 三.计算题(每题20分,共80分) 1.已知理想气体的比定容热容 ,其中a,b为常数,试导出其热力学能、焓和熵的变化计算式。 2.某热机工作于T1=800K和T2=285K两个热源之间,q1=600kJ/kg,环境温度为285K,求: (1)热机为卡诺机时,循环的作功量、向低温环境排热量及热效率 (2)提高循环效率的途径是什么? (3)如设计的热机输出功为400kJ/kg,问该循环是是否可能? 3.空气压缩制冷循环中,压缩机消耗的功率为20kW,膨胀机产生功率为8kW,制冷系数为1.7,压缩机入口处空气温度为5℃。 求: (1)循环制冷量 (2)压缩机出口处空气温度(3)冷凝器散热量。 (已知空气的定压比热为1004J/(kg·k),空气质量流量0.15kg/s) 4.某物料烘干装置中,在加热器前空气状态为t1=25℃、φ1=62%,加热器后空气温度t2=50℃,然后热空气后进入烘箱烘干物料,烘箱出口空气温度t2’=30℃,空气压力始终为1bar不变,求: (1)1kg干空气在烘箱中吸收了多少水份? (2)湿物料每蒸发1kg水份需加热器提供给空气多少热量? 同时需要提供多少干空气? 附: 饱和水蒸汽性质 t(℃) 25 30 40 50 P(bar) 0.0317
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- 天津 商业 大学 考研 历年 工程 热力学
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