热功学(汉)(b)标准答案06.11.12

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1、《热工学》试卷B标准答案（2006.12.11）班级：2003级农机汉(一)、(二)、（三）学号：姓名：得分：一、填空题（共30分，每空1分）1.热力学中，功是当热力系统和外界之间存在不平衡力时，系统通过边界和外界之间相互传递的能量。2.在研究热力过程时，可以直接或间接用仪器测量出来的基本状态参数压力、温度和比体积。3.热辐射与导热和对流换热有本质上的区别。一是它不需要物体间的直接接触、即使在真空中也能进行；二是在能量传递过程中伴随有能量形式的转化，即热能和辐射能之间的转化。4.制冷装置由四大件组成，即压气机、冷凝器、膨胀机和蒸发器。5.压气机产生的气体压力通常在

2、0.2MPa以上，小于该压力时一般称为鼓风机或通风机。6.卡诺循环的热效率只决定于高温热源和低温热源的温度，与工质的性质和热机的类型无关。7.水蒸气的定压发生过程大致可以分为三个阶段：水的定压预热阶段、饱和水的定压汽化阶段、干饱和蒸汽的定压过热阶段。8.水的汽化过程在pV图及Ts图上所显示的规律，可归纳为一点（临界点）、两线（上界限线，下界限线）、三区（液相区，汽、液两相区，汽相区）、五态（6未饱和水，饱和水，湿饱和蒸汽，干饱和蒸汽，过热蒸汽）。二、判断题（共20分，每题2分，对的在括号内画“+”，错的画“-”）1.容器内工质的实际压力称为相对压力。（-）2.热力

3、学温度规定水的三相点（纯冰、纯水和水蒸气三相平衡共存状态）的温度为273.16K。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（+）3.若要使热量由低温物体传向高温物体，如通过制冷机，则必须消耗一定的机械能后才能实现。（+）4.在锅炉等热交换设备中，工质所吸进的热量等于其焓的减少。（-）5.热工学是热力工程学的简称，它所研究的是工程技术中如何合理而有效地利用热能。（-）6.在拉伐尔喷管最小截面（也称喉部）处，流速恰好达到当地音速。（+）7.混合气体中，某一组成气体的物质的量ni与混合气体的物质的量n之比称为摩尔分数。（+）8.在汽化过程中形成的汽、水两相混合物称为饱和

4、蒸气。　　（-）9.系统与外界无物质交换，或者说没有物质穿过边界，系统内的质量保持恒定不变，这种系统称为孤立系统。（-）10.水蒸气以及压缩制冷装置中的制冷剂蒸气等可作为理想气体来处理。（-）三、计算题（共15分）某燃气轮机装置在稳定工况下工作，如图所示。气体流量m=5.5kg/s。在压气机进口处，气体的焓h1=280kJ/kg；经过压气机压缩后，出口处空气的焓h2=510kJ/kg。经过燃烧室时，每公斤气体的吸热量为650kJ/kg。在燃气轮机中作功后，气体的焓降低为h46=760kJ/kg，然后排向大气。假设忽略散热损失及燃气轮机装置进、出口气体的动能差与位能

5、差，并且忽略加入的燃料量，试求：（1）压气机消耗的功率；（2）燃气轮机进口处气体的焓值；（3）燃料消耗量（已知燃料发热量Qdw=44000kJ/kg）；（4）燃气轮机对外所作的功；（5）燃气轮机装置输出的功率。燃气轮机装置示意图1—压气机；2—燃烧室；3—燃气轮机解：稳定流动的能量方程为q=Δh+（1/2）Δc2+gΔz+ωs(1)对压气机，q=0,(1/2)Δc2=0,gΔz=0,则-ωs=-ωc=Δh=h2-h1=510-280=230kJ/kg6所以压气机消耗的功率为Pc=mωc=5.5×230=1265kW（2）对燃烧室，(1/2)Δc2=0,gΔz=0,

6、ωs=0，则Δh=q=650kJ/kg燃烧室出口处（即燃气轮机进口处）气体的焓值为h3=h2+Δh=510+650=1160kJ/kg(3)燃料消耗量为G=mq/Qdw=5.5×650/44000=8.13×10-2kg/s(4)对燃气轮机，q=0,(1/2)Δc2=0,gΔz=0,则ωs=ωT=-Δh=h3-h4=1160-760=400kJ/kg燃气轮机发出的功率为：PT=mωT=5.5×400=2200kW(5)燃气轮机装置输出功率为P=PT-PC=2200-1265=935kW四、简答题与论述题（共35分）1.焓的定义和物理意义是什么？（6分）答：焓：将h

7、=u+pv中的h定义为比焓；H=mh中的H定义为mkg工质的焓。其中，u—内能；p—压力；v—比容。（3分）焓的物理意义：是工质流进（流出）热力系统带入（带出）的内能u和推动功pv之和，它代表工质在流动中，沿流动方向向前传递总能量中取决于热力状态的部分，因此焓可以看作是随工质转移的能量。（3分）62.熵的定义和热力学含义是什么？（6分）答：熵：在可逆过程中ds=（δq/T）reΔs=∫12(δq/T)J/(kg·K)即微元的可逆过程中，工质熵值的微元增量ds为外界传给工质的微小热量δq除以传热时工质的绝对温度T所得的商。相应地，对于mkg工质，其熵的变化为dS=（

8、δQ/T）