06年工程热力学试卷

3、 右图为蒸气压缩制冷循环的T-s图，试指出进行各热力过程相应设备的名称，并写出制冷量q2和制冷系数ε的计算式。 答：1-2过程的设备为压缩机，

2-3过程的设备为冷凝器， 3-4过程的设备为膨胀阀， 4-1过程的设备为蒸发器。

4、 为什么工质流经渐缩喷管时，其出口速度不能超过当地音速？ 答：气体流经渐缩喷管时，dc>0，df<0。而由管道截面变化与气流速度的变化遵循关系式。若出口速度超过当地音速，则马赫数M>1，则上述关系式不成立。因此，出口速度不能超过当地音速。

五． 计算题(4小题,每小题10分,共40分)

1、具有1kg空气的闭口系统，其初态容积为V1，终态容积为V（V1），2V2＝10 当初态和终态温度均为T时，当分别经过（a）可逆定温膨胀；（b）向真空自由膨胀时，求该闭口系统对外所作的功和熵变。 解：1.可逆定温膨胀：

2. 向真空自由膨胀:

由于终态确定，熵的变化就确定，不论是否可逆，可用可逆定温过程来计算熵变。即：

2、某一动力循环工作于温度为1000K及300K的热源与冷源之间，循环过程为1-2-3-1。其中1-2为定压吸热过程，2-3为可逆绝热膨胀过程，3-1为定温放热过程。点1的参数是

，点2的参

数是。如循环中是1kg的空气，其cp=1.01 kJ/（kg·K）。求循环热效率及净功。

解：2-3为可逆绝热膨胀过程，则点3的压力：

吸热量：放热量：

循环热效率：循环净功：

3、有两股空气，压力均为大气压力B=101325Pa，温度分别为40℃和0℃相对湿度均为40%，它们之间的干空气流量百分比依次为60%和40% 。求混合后的温度和相对湿度。设混合后的压力仍为大气压力。（h-d图见附表）

解：由已知

，

查焓湿图可得：

d1＝19g/kg(a)，h1＝89kJ/kg(a) d2＝1.5g/kg(a)，h2＝4.0kJ/kg(a)

对于湿空气的绝热混合过程，建立热平衡和湿平衡方程

代入数据解得：dc＝12g/kg(a)，hc＝55kJ/kg(a) 再根据dc和hc查焓湿图得：

4、空气进入一渐缩喷管，进口空气的压力速

m/s，喷管背压

。

，温度

℃，流

，若喷管出口截面积f2=100mm2。求；（2）喷管出口的质量流量。

（1）喷管出口的气流速度

解：空气为双原子气体，则临界压力

所以，渐缩喷管出口截面处的压力

出口流速：

出口的质量流量：