华北电力大学工程热力学考研必做题5
2009年华北电力大学工程热力考研真题
4.1.华北电力大学管理原理研究生入学考试2010真题一、名词解释:(5*5=25分)1.反馈控制2.公平理论3.人际关系4.企业的社会责任5.领导的生命周期理论二、选择题(20分)三、简答题(9*4=36分)1.根据管理的基本矛盾,分析管理的作用。
2.组织的动态设计原则是什么?3.“领导应该是一个木匠,而不应该是一个医生。
”谈谈你对这句话的理解。
4.沟通的主要障碍有哪些?四、问答题(15分)泰勒的科学管理理论距今已有100年了,已经过时了,你怎么认为?五、案例分析题(27*2=54分)1.卖辣椒的人,恐怕都会经常碰到这样一个众所周知又非常经典的问题,那就是不断会有买主问:你这辣椒辣吗?不好回答。
答辣吧,也许买辣椒的人是个不怕辣的立马走人;答不辣吧,也许买辣椒的人是个喜欢吃辣的,生意还是不成。
当然解决的办法也众所周知并且非常经典的,那就是把辣椒分成两堆,吃辣的各选所需,这是书上说的。
这一天没事,就站在这个卖辣椒妇女的三轮车旁,看她是怎样解决这个二律背反难题的。
趁着眼前没有买主,我自作聪明地对她说;你把辣椒分成两堆吧,有人要辣的你就给他说这堆是;有人要不辣的你就给他说那堆是。
没想到卖辣椒的妇女却只是对我笑了笑,轻声说;用不着!说着就来了一个买东主,问的果然是那句老话:辣椒辣吗?卖辣椒的妇女很肯定地告诉他:颜色深的辣,颜色浅的不辣!买主信以为真,挑好辣椒付过钱,满意地走了。
也不知今天是怎么回事,大部分人都是买不辣的,不一会儿,颜色浅的辣椒就所剩无几了。
我于是又说:把剩下的辣椒分成两堆吧?不然就不好卖了!然而,卖辣椒的妇女仍是笑着摇摇头,说:用不着!又有个买主来了,问的还是那句话:辣椒辣吗?卖辣椒的妇女看了一自己的辣椒,信口答道:长的辣,短的不辣!果然,买主就按照她的分类标准开始挑起来。
这轮结果是,长辣椒很快告罄。
看着剩下的都是深颜色的短辣椒,我没有再说话,心里想:这回看你还有什么说法?没想到,当又一个买主问“辣椒辣吗”的时候,卖辣椒的妇女信心十足地回答:“硬皮的辣,软皮的不辣!”我暗暗佩服,可不是嘛,被太阳晒了半天,确实有很多辣椒因失水变得软绵绵了。
工程热力学考研试题及答案
1.湿蒸汽的状态参数p,t,v,x 中,不相互独立的一对是(D )D .(p,t)2.在不可逆循环中(B )A .⎰⎰>∂ds T qB .⎰⎰<∂ds T qC .⎰⎰=∂ds T q D .⎰⎰≥∂ds T q3.比热容c p 为定值的冷热流体,热流体T 1,冷流体T 2,定压混合后的温度为T ,其每公斤热流体熵的变化量为( A )A .1p T Tlnc s =∆ B .12p T Tln c s =∆C .1212p P PRln T T ln c s +=∆ D .TQs =∆4.在理想气体的多方程中,多方指数n 取实数值的范围是(BA .k n ≤∞<- B.+∞<∞n <-C .+∞<n 0<D .+∞<≤n 05.用干湿温度计测量未饱和湿空气的露点时,湿球温度t w ,干球温度t 和露点t DP 之间的关系是(A )A .t DP <t w <t B .t DP >t w >t C .t DP =t w =t D .t w > t DP >t6.如果孤系内发生的过程都是可逆过程,则系统的熵(C ) A .增大 B .减小 C .不变 D .可能增大,也可能减小21.理想气体的可逆过程方程式=n pv 常数,当n = ∞ 时,即为等体过程。
7.pdv dT c q v +=δ适用于(A )A .可逆过程,理想气体B .不可逆过程,理想气体C .可逆过程,实际气体D .不可逆过程,实际气体 8.电厂蒸汽动力循环回热是为了(C )A .提高循环初参数 B .降低循环终参数C .提高平均吸热温度 D .提高汽轮机的相对内效率9.活塞式压气机采取分级压缩( C )A .能省功 B .不能省功 C .不一定省功 D .增压比大时省功 10.理想情况下活塞式压气机余隙体积的增大,将使生产1kg 压缩空气的耗功量(C )A 增大 B .减小C .不变 D .的变化视具体压缩空气的耗功量11.下列各项中,不影响燃烧过程热效应的是(C )A .反应物的种类 B .反应温度C .反应速度D .反应压力12.欲使亚声速气流加速到超声速气流应采用(C )A .渐缩喷管B .渐扩喷管C .缩放喷管D .前后压差较大直管13.水蒸汽h -s 图上定压线(C .在湿蒸汽区是直线,在过热蒸汽区是曲线14.为提高空气压缩制冷循环的制冷系数,可以采取的措施是(D ) A .增大空气流量 B .提高增压比C .减小空气流量 D .降低增压比15.在范德瓦尔方程中,常数b 为考虑气体 而引入的修正项。
华北电力大学工程热力学考研必做题5
代入式即可得cp-cV 的表达式据式表明比定容热容不随比体积变化,这与实际情况不符,说明范德瓦尔方程并不能准确的描述实际气体的这方面的性质。
第七章 水蒸气例:用温度为500K 的恒温热源加热1atm 的饱和水,使之定压汽化为100ºc 的饱和干蒸汽,求:1)该过程中工质的熵变如何计算2)过程中熵流和熵产。
1)查表试求vx ,hx ,sx 的值;若此蒸汽凝结为水, 试求其容积变化。
解:查饱和蒸汽表2 p=相对容积变化率第八章 气体和蒸汽的流动例:空气进入喷管时流速为300m/s ,压力为,温度450K ,喷管背压pb=,求:喷管的形状,最小截面积及出口流速。
cp=1004J/kg·k,Rg=287J/kg·k 解:由于cf1=300m/s ,所以应采用滞止参数滞止过程绝热所以采用缩放喷管注:若不考虑cf1,则 pcr=cr·p1==<pb 应采用收缩喷管,p2=pb=22110f c h h +=Kc c T T p f 82.49410042300450222110=⨯+=+=MPaT T p p 697.045082.4945.014.14.111010=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∴--κκMPap p p pcr cr crCR 368.0697.0528.000=⨯=⋅==νν crb p MPa p <=28.0MPa p p MPa p p b cr 28.0368.02====喉K T p p T T cr cr cr 29.412528.082.4944.114.110100=⨯=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=---κκκκνkg m p T R v cr cr g cr 363215.010368.029.412287=⨯⨯==s m T R c cr g cr 01.40729.4122874.1=⨯⨯==κ()()cr p cr T T c h h or -⨯=-=0022()s m /08.40729.41282.49410042=-⨯⨯=K p p T T 32.381697.028.082.4944.14.010202=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-κκ32931001004.0063.33'==v v x例:滞止压力为,滞止温度为350K 的空气,可逆绝热流经一收缩喷管,在喷管截面积为×10-3m2处,气流马赫数为。
华北电力大学工程热力学考研必做题3
故是吸热过程 思 考 题1 绝热过程是否一定是定熵过程?2 定熵过程的过程方程式是否一定是pvk =常量?3 是否所有的热力过程都是多变过程?4 试根据p -v 图上四种基本热力过程的过程曲线的位置,画出自点1出发的下述过程的过程曲线,并指出其变化范围:(1)热力学能增大及热力学能减小的过程; (2)吸热过程及放热过程。
5 试根据T -s 图上四种基本热力过程的过程曲线的位置,画出自点1出发的下述过程的过程曲线,并指出其变化范围:(1)膨胀作功的过程及压缩耗功的过程; (2)压力升高的过程及压力降低的过程。
6 如图4-8所示,1-2及1-3为两个任意过程,而2-3为一多变 过程。
试问:当多变过程的多变指数n =0.9或n =1.1时,1-2 和1-3两过程的热力学能的变化Δu 1,2和Δu 1,3哪一个大? 第五章 热力学第二定律 第二定律的两种典型表述1.克劳修斯叙述——热量不可能自发地不花代价地 从低温物体传向高温物体。
2.开尔文—普朗克叙述——不可能制造循环热机, 只从一个热源吸热,将之全部转化为功,而 不在外界留下任何影响。
3.第二定律各种表述的等效性试证明等熵线与同一条等温线不可能有两个交点。
证明:设等熵线S 与同一条等温线T 有两个交点A 和B 。
令工质从A 经等温线到B ,再经等熵过程返回A ,完成 循环。
此循环中工质在等温过程中从单一热源吸热,并 将之转换为循环净功输出。
这是违反热力学第二定律的, 故原假设不可能成立。
卡诺循环及其热效率 1.卡诺循环14−−−→−等温放热43−−−→−绝热膨胀32−−−→−等温吸热21−−−→−绝热压缩(),,tCh L h L f T T T T η=↑↓0,1L h tC T T η≠≠∞<net 1Lw q q <即循环必需有放热,0L h tC T T η==⇒若是两个热源的可逆循环卡诺循环热机效率1) 2)3) 第二类永动机不可能制成;4)实际循环不可能实现卡诺循环,原因:a )一切过程不可逆;b )气体实施等温吸热,等温放热困难;c )气体卡诺循环w net 太小,若考虑摩擦,输出净功极微。
华北电力大学热力发电厂考试卷14页word
1.在回热循环基础上再采用蒸汽中间再热过程所形成的循环,为回热再热循环.2.热量法计算结果表明,循环的冷源损失最大.3.热量法与烟方法的区别在于能量的质量上.4.蒸汽管道正常工作压力下进行的疏水叫经常疏水.5.高压缸排汽管道上设有逆止阀,以防止汽轮机事故停机时旁路系统的蒸汽倒流入汽轮机 .6.热电厂原则性热力系统计算中所谓给定的发电厂工况,是指在一定工况下的热负荷和电负荷 .7.热除氧的后期,制造蒸汽在水中的鼓泡作用,可强化深度除氧 .8.热电厂供热系统的载热质一般是蒸汽和水.9.大气式除氧器水中离析出来的气体是靠压强差自动排出除氧器的.10.属于季节性热负荷的有采暖热负荷,通风热负荷和制冷热负荷 .11.热电厂生产电能节省燃料,主要是由于采用热电联产方式减少了冷源损失 .12.用来比较热电联产与热电分产发电节约燃料的凝汽式电厂,一般称为代替凝汽式电厂 .13.微增热耗率的单位是 kJ/kW .14.给水回热级数越多,中间再热提高效率的作用相对越小 .15.我国大型机组的排汽压力目前一般为 0.005-0.0054MPa.二,单项选择题(每小题1分.共10分.从每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的号码写在题干后面的括号内.)16.低负荷时高加疏水由逐级自流入除氧器切换成逐级自流入低压加热器,其原因是( )①防止除氧器自生沸腾②不能自流入除氧器③防止除氧水箱水位过高④防止给水泵汽蚀17.疏水逐级自流加装疏水冷却器后,可提高机组的热经济性,其原因是( )①减少了对低压抽汽的排挤②增加了对低压抽汽的排挤③减少了对高压抽汽的排挤④充分利用了疏水的热量18.现低大型凝汽式电厂的化学补充水普遍引入( )①除氧器②疏水扩容器③凝汽器④疏水箱19.发电厂中下列设备效率最高的是( )①锅炉效率②汽轮机效率③凝汽器效率④发电机效率20.下列阀门属于保护类的阀门是( )①闸阀②节流阀③逆止阀④调节阀21.一般中小机组的运行给水泵是( )①汽动给水泵②电动给水泵③燃汽轮机带动的给水泵④汽轮发电机主轴带动的给水泵22.我国采用的各种建筑物开始和停止供暖的日期,通常确定的标准为室外平均气温是( )①②③X>[X] ④23.我国采用的各种建筑物开始和停止供暖日期,通常确定的标准为室外平均气温是( )①-5℃②0℃③+5℃④+10℃24.热化系数是一个表明以热电联产为基础,把热电联产与热电分产按一定比例组成的热电联产能量供应系统综合经济性的( )①总的热经济指标②分项热经济指标③宏观控制指标④综合控制指标25.当蒸汽初压和排汽压力不变时,提高蒸汽初温,循环吸热的平均温度( )①升高②降低③不变④无法确定三,多项选择题(每小题2分,共10分.在每小题的五个备选答案中,至少有两个正确答案,请把全部正确答案选出来,并将正确答案的号码写在题干后面的括号内.正确答案没有选全,多选或选错的,该小题无分.)26.热除氧是火电厂中普遍采用的一种除氧方法其特点是( )( )( ) ( )①能彻底除氧②除氧效果良好③没有残留物④能除去其它气体⑤运行费用低27.减少表面式加热器上端差的主要方法是( ) ( ) ( )( )( )①增加受热面②采用疏水冷却器③采用过热蒸汽冷却器④提高蒸汽过热度⑤提高蒸汽压力28.按作用和编制方法不同,发电厂的热力系统可分为( )( )( )( )( )①原则性热力系统②非原则性热力系统③全面性热力系统④非全面性热力系统⑤汽水系统29.热电厂的燃料利用系数可以用来( )( )( )( )( )①比较两个热电厂的热经济性②比较热电厂与凝汽式电厂燃料有效利用程度③估计热电厂的燃料消耗量④比较不同抽汽参数的供热机组的热经济性⑤比较相同初参数和抽汽参数的供热机组的热经济性30.改变下列参数,使汽轮机相对内效率降低的有( )( )( )( )( )①提高蒸汽初压②提高蒸汽初温③提高再热汽温④增加回热级数⑤降低排汽压力四,名词解释题(每小题2分,共8分)31.发电煤耗率发一单位量的电所消耗的耗煤量32.自由疏水在大气压力下,把管道内在停用时的凝结水放出,叫自由疏水33.除氧器的自生沸腾指进入除氧器的辅助热源量已能满足或超过除氧器用热需要使除氧器内的给水及其它需要被加热的水流不需要回热抽汽加热就自己产生沸腾的现象34.热电联合生产当动力设备同时对外部供应电能和热能,而且所供热能是利用热转变为功过程中工质的余热(或不可避免的冷源损失的热量)来进行的,这种能量生产方式称为热电联合生产五,判断题(每小题1分,共10分)35.疏水回收系统采用疏水泵方式热经济性高,所以回热系统设计时应多采用疏水泵方式回收疏水. ( )36.从技术经济角度看,小机组也应采用蒸汽冷却器和疏水冷却器. ( )37.发电厂的热经济性不能用烟方法进行计算. ( )38.锅炉效率是反映燃料的化学能转变为热能过程中,设备和运行完善程度的指标.( )39.直流锅炉的旁路系统主要特点是装有启动分离器. ( )40.建厂地区既有电负荷又有热负荷,经技术经济比较认定合理时可建热电厂. ( )41.只要是热电联产基础上的供热就是集中供热. ( )42.鉴于热化系数对热电联产系统综合经济性影响,可以把热化系数最佳值作为一个表明热电联产能量生产过程完善程度的经济指标. ( )43.理论上,提高蒸汽初温是不受限制的. ( )44.背压机组采用高参数的最小容量比凝汽式轮机的大. ( )六,简答题(每小题5分,共20分)45.中间再热单元机组旁路系统的作用是什么46.化学补充水补入热力系统时应考虑哪些问题,应如何选择补入点.47.简述什么是工程上的最佳热化系数及其意义.48.中间再热对给水回热加热有何影响简述原因.七,分析计算题(共27分)49.对发电厂热功转换效果作全面评价时,分析须采用热力学二个定律的原因.(7分)50.用热量法定性分析疏水逐级自流,疏水逐级自流加疏水却器和用疏水泵往出口打三种疏水回收方式的热经济性.(10分)51.某热电厂B12-3.43/0.98型汽轮机,有关数据为:h0=3305.1k/kg,hh=3023.7kj/kg,hw.h=334.94kj/kg.又知.排汽利用后凝结水全部返回,不考虑回热,不计水在泵中的焓升,机组维持额定电功率.求:(1)供热机组的汽耗量,全厂总热耗量;(2)全厂的标准煤耗量,其中供热和发电标准煤耗率各多秒;热力发电厂试卷答案及评分标准1. 凝结水泵空气平衡管的作用什么?当凝结水泵内有真空时,可由空气管排至凝汽器,保证凝结水泵正常运行。
华北电力大学工程热力学考研必做题
代入式 即可得cp-cV 的表达式表明比定容热容不随比体积变化,这与实际情况不符,说明范德瓦尔方程并不能准确的描述实际气体的这方面的性质。
第七章 水蒸气例:用温度为500K 的恒温热源加热1atm 的饱和水,使之定压汽化为100ºc 的饱和干蒸汽,求:1)该过程中工质的熵变如何计算?2)过程中熵流和熵产。
第八章 气体和蒸汽的流动例:空气进入喷管时流速为300m/s ,压力为0.5MPa ,温度450K ,喷管背压pb=0.28MPa ,求:喷管的形状,最小截面积及出口流速。
cp=1004J/kg·k ,Rg=287J/kg·k解:由于cf1=300m/s ,所以应采用滞止参数滞止过程绝热所以采用缩放喷管注:若不考虑cf1,则 pcr=νcr·p1=0.528⨯0.5=0.264MPa<pb 应采用收缩喷管,p2=pb=0.28MPa例:滞止压力为0.65MPa ,滞止温度为350K 的空气,可逆绝热流经一收缩喷管,在喷管截面积为2.6×10-3m2处,气流马赫数为0.6。
若喷管背压为0.30MPa ,试求喷管出口截面积A2。
22110f c h h +=K c c T T p f 82.49410042300450222110=⨯+=+=MPa T T p p 697.045082.4945.014.14.111010=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∴--κκMPa p p p p cr cr cr CR 368.0697.0528.000=⨯=⋅==νν cr b p MPa p <=28.0MPap p MPa p p b cr 28.0368.02====喉K T p p T T cr cr cr 29.412528.082.4944.114.110100=⨯=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=---κκκκνkg m p T R v cr cr g cr 363215.010368.029.412287=⨯⨯==s m T R c cr g cr 01.40729.4122874.1=⨯⨯==κ()()cr p cr T T c h h or -⨯=-=0022()s m /08.40729.41282.49410042=-⨯⨯=K p p T T 32.381697.028.082.4944.14.010202=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-κκ()()s m h h c f 4.47732.38182.4941000422202=-⨯⨯=-=()()A p A fA T T c h h c -=-=0022()A g T T R --=012κκA g T R c κ=()6.0121200=⎪⎪⎫ ⎛-=--==∴A g fAa T T T R c M κκ出口截面处:据喷管各截面质量流量相等,即绝热滞止定义:气流掠过物体表面时,由于摩擦、撞击等使气体相对于物体的速度降低为零的现象称为滞止现象。
华北电力大学工程热力学考研必做题4
-15kJ ,流体进出口熵变。
“-”5)流体在稳态稳流的情况下按不可逆绝热变化,系统对外作功10kJ ,此开口系统的熵变。
不变孤立系统熵增原理:孤立系内一切过程均使孤立系统熵增加,其极限— 一切过程均可逆时系统熵保持不变 讨论:1)孤立系统熵增原理ΔS iso=S g ≥ 0,可作为第二定律的又一数学表达式,而且是更基本的一种表达式;2)孤立系统的熵增原理可推广到闭口绝热系;3)一切实际过程都不可逆,所以可根据熵增原理判 别过程进行的方向;4)孤立系统中一切过程均不改变其总内部储能,即 任意过程中能量守恒。
但各种不可逆过程均可造成机械能损失,而任何不可逆过程均是ΔS iso>0, 所以熵可反映某种物质的共同属性。
例:利用孤立系统熵增原理证明下述循环发动机是不可能制成的: 它从167℃的热源吸热1000kJ 向7℃的冷源放热568kJ ,输出循环净功432kJ 。
证明:取热机、热源、冷源组成闭口绝热系所以该热机是不可能制成的0℃的水,求过程中作功能力损失。
(已知冰的融化热γ=335kJ/kg )解:方法一、取冰、大气为系统—孤立系统方法二.取冰为系统—闭口系K kJ s 272.216715.2731000-=+-=∆热源K kJ s 027.2715.273568=+=∆冷源0=∆热机s 0245.0027.2272.2<-=+-=∆K kJ s iso K kJ T Q S ice 2731035.327333510005⨯=⨯==∆冰K kJ T Q S a 2931035.350⨯-=-=∆KkJS S S a ice iso 76.83=∆+∆=∆kJS T S T I g iso 4001045.276.83293⨯=⨯==∆=K kJT Q S ice2731035.35⨯==∆冰k kJT Q S r f 2931035.35⨯==KkJ S S S f ice g 76.83293127311035.35=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯=-∆=kJS T I g 401045.2⨯==方法三方法四:在大气与冰块之间设一可逆卡诺机,利用卡诺机排热化冰。
华北电力大学工程热力学考研必做题5
表明比定容热容不随比体积变化,这与实际情况不符,说明范德瓦尔方程并不能准确的描述实际气体的这方面的性质。
第七章 水蒸气例:用温度为500K 的恒温热源加热1atm 的饱和水,使之定压汽化为100ºc 的饱和干蒸汽,求:1)该过程中工质的熵变如何计算?2)过程中熵流和熵产。
第八章 气体和蒸汽的流动例:空气进入喷管时流速为300m/s ,压力为0.5MPa ,温度450K ,喷管背压pb=0.28MPa ,求:喷管的形状,最小截面积及出口流速。
cp=1004J/kg·k ,Rg=287J/kg·k 解:由于cf1=300m/s ,所以应采用滞止参数滞止过程绝热所以采用缩放喷管 注:若不考虑cf1,则 pcr=νcr·p1=0.528⨯0.5=0.264MPa<pb 应采用收缩喷管,p2=pb=0.28MPa例:滞止压力为0.65MPa ,滞止温度为350K 的空气,可逆绝热流经一收缩喷管,在喷管截面积为2.6×10-3m2处,气流马赫数为0.6。
若喷管背压为0.30MPa ,试求喷管出口截面积A2。
解:在截面A 处:22110f c h h +=K c c T T p f 82.49410042300450222110=⨯+=+=MPa T T p p 697.045082.4945.014.14.111010=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∴--κκMPa p p p p cr cr cr CR 368.0697.0528.000=⨯=⋅==νν cr b p MPa p <=28.0MPa p p MPa p p b cr 28.0368.02====喉K T p p T T cr cr cr 29.412528.082.4944.114.110100=⨯=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=---κκκκνkg m p T R v cr cr g cr 363215.010368.029.412287=⨯⨯==s m T R c cr g cr 01.40729.4122874.1=⨯⨯==κ()()cr p cr T T c h h or -⨯=-=0022()s m /08.40729.41282.49410042=-⨯⨯=K p p T T 32.381697.028.082.4944.14.010202=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-κκ()()smh h c f 4.47732.38182.4941000422202=-⨯⨯=-=()()A p A fA T T c h h c -=-=0022()A gT T R --=012κκA g T R c κ=()6.012120=⎪⎪⎫ ⎛-=--==∴Ag fA a T T T R c M κκ出口截面处:据喷管各截面质量流量相等,即绝热滞止定义:气流掠过物体表面时,由于摩擦、撞击等使气体相对于物体的速度降低为零的现象称为滞止现象。
华北电力-传热学考研及面试准备的几道题
华北电力-传热学考研及面试准备的几道题————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:传热学:1傅里叶定律:单位时间内通过单位截面积所传递的热量,正比例于当地垂直于截面方向上的温度变化率2集总参数法:忽略物体内部导热热阻的简化分析方法3临界热通量:又称为临界热流密度,是大容器饱和沸腾中的热流密度的峰值5效能:表示换热器的实际换热效果与最大可能的换热效果之比6对流换热是怎样的过程,热量如何传递的?对流:指流体各部分之间发生相对位移,冷热流体相互掺混所引起的热量传递方式。
对流仅能发生在流体中,而且必然伴随有导热现象。
对流两大类:自然对流与强制对流。
影响换热系数因素:流体的物性,换热表面的形状与布置,流速7何谓膜状凝结过程,不凝结气体是如何影响凝结换热过程的?蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时,如果凝结液体能很好的润湿壁面,它就在壁面上铺展成膜,这种凝结形式称为膜状凝结。
不凝结气体对凝结换热过程的影响:在靠近液膜表面的蒸气侧,随着蒸气的凝结,蒸气分压力减小而不凝结气体的分压力增大。
蒸气在抵达液膜表面进行凝结前,必须以扩散方式穿过聚集在界面附近的不凝结气体层。
因此,不凝结气体层的存在增加了传递过程的阻力。
8试以导热系数为定值,原来处于室温的无限大平壁因其一表面温度突然升高为某一定值而发生非稳态导热过程为例,说明过程中平壁内部温度变化的情况,着重指出几个典型阶段。
首先是平壁中紧挨高温表面部分的温度很快上升,而其余部分则仍保持原来的温度,随着时间的推移,温度上升所波及的范围不断扩大,经历了一段时间后,平壁的其他部分的温度也缓慢上升。
主要分为两个阶段:非正规状况阶段和正规状况阶段9灰体有什么主要特征?灰体的吸收率与哪些因素有关?灰体的主要特征是光谱吸收比与波长无关。
灰体的吸收率恒等于同温度下的发射率,影响因素有:物体种类、表面温度和表面状况。
华北电力大学工程热力学考研必做题6
欲求ww可证明若m 级 另一方面结构复杂(成本高)不经济,所以,一般采用 2 ~ 4 级压缩。
例:压气机若已实现等温压缩,是否还有必要进行分级压缩,中间冷却,为什么? 答:需要,虽然实现等温压缩后耗功最小,但若压比过 大, η v 仍很小,分级后有助于提高η v ,如图。
若以p1=0.1MPa ,p2=2.5MPa ,σ=0.04计算 单级压缩二级压缩例:活塞式压气机把0.1MPa ,298k 的空气加压到2.5MP 。
试分别按单级压缩和二级压缩,中间冷却,计算压气机容积效率及各缸终温。
已知解:单级压缩1。
如果多级压缩的分级越多,且每两级之间均设置中间冷却措施,则压气机消耗的轴功将减少的越多,试问压气机消耗的轴功是否存在最小的极限值?2。
如果通过各种冷却方法而使压气机的压缩过程实现为定温过程,则采用多级压缩的意义是什么?I IIt(n)t(n)w w w =+分级3。
试分析,在增压比相同时,采用定温压缩和采用绝热压缩的压气机的容积效率何者高? 4。
试说明余隙容积对实际压气机消耗的轴功是否有影响? 第十章 气体的动力循环 思 考 题1 总结由热机工作循环抽象为理想的热力循环的基本方法。
2 提高热机循环热效率的基本途径是什么?为此可采取什么基本措施?3 燃气轮机装置实际循环的τ 、ηt 及ηc 一定时,随着增压比的提高,循环热效率有一个极大值,试利用T -s 图分析出现极大值的原因。
4 回热循环的燃气轮机装置的τ及μ一定时,随着增压比的提高,回热循环的热效率有一个极大值,试利用T -s 图分析出现极大值的原因。
5 当燃气轮机装置循环采用多级压缩中间冷却及多级膨胀中间再热时,如不同时采用回热措施会出现什么情况?对热效率有什么影响?例:某燃气轮机装置定压加热循环,循环增压比π=7,增温比τ=4,压气机吸入空气压力p1=0.8MPa ,t1=17°c 。
压气机绝热效率ηcs=0.90,燃机轮机相对内效率ηT=0.92,若空气取定比热,其cp=1.03kJ/kg·K ,Rg=0.287 kJ/kg·K ,κ=1.3863。
2008年华北电力大学工程热力考研真题
华北电力大学工程热力2008年硕士研究生入学考试试题2008年工程热力学试题 简答1 什么是湿空气的绝对和相对湿度?2 什么事绝对理论燃烧温度?3 水蒸汽性质的“一点、二线、三区、五态”是什么?有什么普遍意义?4 压缩空气制冷循环中为什么不用节流阀代替膨胀机?5 蒸汽动力循环采用再热的目的是什么?用T-S 图说明?6 什么是卡诺循环(用T-S 图说明)?怎么求其热效率?二 填空题1 焓的定义是H=___2 入口为亚声速的气流,应选用_____形状的扩压管。
3 温度为100C O,绝对压力为1a Mp 的氮气密度为_____3/m kg4 卡诺循环的热效率为20%,则相同温限间的逆向卡诺循环的热泵系数为____5 大气压力为0.1a Mp ,测得容器的真空度为195mmHg,则容器内的绝对压力为___pa6 一台两级压气机,吸入空气的压力为1p =0.1a Mp ,压气机最后将空气压缩到3p =1.6a Mp ,则最佳中间压力为_____a Mp三 计算题1 一容积为V=103m 的刚性储气瓶,内盛氧气,开始时储气瓶压力表读数为1g p =4.5zhz Mp a ,温度为1t =35C O ,使用了部分氧气后,压力表读数变为2g p =2.6a Mp ,温度变为2t =20C O,当地大气压保持为b p =0.1a Mp 不变,求实用了多少kg 氧气?2 某换热器用蒸汽做加热流体,加热量为3.6×610h kJ /,假设蒸汽压降忽略不计,求每小时提供的蒸汽量。
已知蒸汽进入换热器时1h =2988kg kJ /,流出时干度为x =0.8,该压力对应的饱和水及干饱和蒸汽的焓分别为'h =419.06kg kJ /,''h =2675.71kg kJ /3 空气可逆流经减缩型喷管,测得某界面上压力为0.3a Mp ,温度为350K ,速度为180s m /,截面积为9×3102m ,已知空气的k=1.4,p c =1.004)./(K kg kJ ,临界压比cr ν=0.528,求:该界面上马赫数、质量流量 滞止压力、滞止温度如果出口达到音速,求出口截面的速度、温度、压力4 采用一级抽汽回热理想蒸汽循环参数如下:进入汽轮机蒸汽的焓1h =3200kg kJ /,汽轮机排气干度2x =0.82,抽汽焓01h =2680kg kJ /,排气压力对应下的排气水焓为'01h =600kg kJ /,排气压力下的干饱和蒸汽的焓''2h =2584kg kJ /,饱和水焓为'2h =192kg kJ /,将此循环画在T-S 图上,并计算该循环抽汽率和热效率(忽略泵功)5 甲烷气作为燃气蒸汽联合循环的燃料,设计条件如下:压气机入口空气条件: 0.1a Mp ,20C O压气机增压比: =∏10 燃气轮机入口温度: 1200C O蒸汽轮机入口参数: 6a Mp ,320C O蒸汽冷凝温度: 15C O 压气机绝热效率: 0.87 燃气轮机相对内效率: 0.9 余热锅炉中废气排出温度: 100C O 机组功率: 100MW在T-S 图上画出次循环示意图,并求热效率、空气和水蒸气的质量流量(h t /)。
华北电力大学动力系传热、工程热力学、流体力学考研大纲
《808工程热力学》一、考试内容范围:1、基本概念:热力系。
工质。
状态及平衡状态。
状态参数及其特性。
基本状态参数。
参数坐标图。
热力过程。
准静态过程和可逆过程。
热力循环及其经济指标。
2、基本定律:热力学第一定律及热力学能、焓、容积变化功、技术功、轴功、能量方程。
热力学第二定律及熵、火用、火无、卡诺循环和卡诺定理、孤立系熵增原理。
火用损失。
3、基本工质:理想气体的性质及其混合物、比热、湿空气。
水蒸汽的性质及其图、表。
4、热力过程:四个典型过程。
多变过程。
压缩过程。
稳定流动过程及喷管。
5、热力循环及其热经济性指标分析:气体动力循环及其热效率、蒸汽动力循环及其热效率、制冷循环及其制冷系数、热泵循环及其热泵系数。
6、实际气体的性质及热力学一般关系式:实际气体的状态方程。
对比态方程。
对比态定律。
压缩因子。
特征函数。
热力学微分关系式。
二、考查重点:1、热力学基本知识的掌握情况:包括基本概念、基本理论、基本工质、基本过程和基本分析方法。
2、两大定律的掌握运用情况:包括两大定律的理解程度、对能量的认识程度。
根据系统建立能量方程并求解、正确运用熵的判别是式、计算火用损失。
3、综合运用所学知识分析具体问题的能力:在掌握基本知识的基础上运用热力学的分析方法、沿正确的途径、采用正确的手段、得到正确的结果。
《809传热学》一、考试内容范围:热量传递的基本方式及传热过程基本概念;导热基本定律及稳态导热;非稳态导热;导热问题的数值解法;对流换热;凝结与沸腾换热;热辐射基本定律及物体的辐射特性;辐射换热的计算;传热过程分析与换热器计算。
二、考查重点:1.热量传递的基本方式及传热过程基本概念导热、对流和热辐射的概念和所传递热量的计算公式;传热过程和传热系数的概念及其基本公式;热阻的概念。
2.导热基本定律及稳态导热傅里叶定律的意义和应用方法;常见材料导热系数的大致范围;导热微分方程及导热问题的初始条件和三类边界条件;常物性、无内热源的一维稳态导热问题(平壁、圆筒壁和球壳等)温度场及导热量的计算;具有内热源的一维稳态导热问题分析;变导热系数的处理方法;通过肋片的导热问题分析。
工程热力学第五版考研题库
工程热力学第五版考研题库工程热力学是工程学科中非常重要的一门课程,它研究的是能量转换和传递的原理与方法。
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而《工程热力学第五版考研题库》则是一本非常有价值的参考书,它包含了大量的考研题目,帮助学生更好地备考。
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而且,这本题库的题目形式多样,有选择题、填空题、计算题等等,可以帮助学生全面地提高解题能力。
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例题可以帮助学生更好地理解和掌握知识点,而习题则可以帮助学生巩固所学的知识,并提高解题能力。
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这些经验和建议可以帮助学生更好地制定备考计划,提高备考效率。
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总之,《工程热力学第五版考研题库》是一本非常有价值的参考书,它可以帮助考研学生更好地备考工程热力学这门课程。
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工程热力学第5章习题答案
第5章 热力学第二定律5-1 当某一夏日室温为30℃时,冰箱冷藏室要维持在-20℃。
冷藏室和周围环境有温差,因此有热量导入,为了使冷藏室内温度维持在-20℃,需要以1350J/s 的速度从中取走热量。
冰箱最大的制冷系数是多少?供给冰箱的最小功率是多少? 解: 制冷系数:22253 5.0650Q T W T T ε====−5-4 有一卡诺机工作于500℃和30℃的两个热源之间,该卡诺热机每分钟从高温热源V吸收1000kJ ,求:(1)卡诺机的热效率;(2)卡诺机的功率(kW )。
解:1211500304700.608273500733T T W Q T η−−=====+110000.60810.1360W Q η=⋅=×= kw5-5 利用一逆向卡诺机作热泵来给房间供暖,室外温度(即低温热源)为-5℃,为使室内(即高温热源)经常保持20℃,每小时需供给30000kJ 热量,试求:(1)逆向卡110000100006894.413105.59C W Q =−=−=kJ热泵侧:'C10C C Q W T T T =− '103333105.5922981.3745C C C T Q W T T =⋅=×=− 暖气得到的热量:'1C16894.4122981.3729875.78C Q Q Q =+=+=总kJ5-7 有人声称设计出了一热机,工作于T 1=400K 和T 2=250K 之间,当工质从高温热源吸收了104750kJ 热量,对外作功20kW.h ,这种热机可能吗?解: max 12114002501500.375400400C W T T Q T η−−===== max 11047500.37510.913600C W Q η×=⋅==kW h ⋅<20kW h ⋅∴ 这种热机不可能5-8 有一台换热器,热水由200℃降温到120℃,流量15kg/s ;冷水进口温度35℃,11p 烟气熵变为:22111213731.46 6.41800T T p p n n T T Q T dTS c m c mL L T T T∆====××=−∫∫kJ /K 热机熵变为02.环境熵变为:图5-13 习题5-92210Q S S T ∆==−∆ ∴201()293 6.411877.98Q T S =⋅−∆=×=kJ 3.热机输出的最大功为:0123586.81877.981708.8W Q Q =−=−=kJ5-10 将100kg 、15℃的水与200kg 、60℃的水在绝热容器中混合,假定容器内壁与水之间也是绝热的,求混合后水的温度以及系统的熵变。
华北电力大学工程热力学考研必做题2
考虑过程等压c→a
例题:如图,某种理想气体有两任意过程a-b和a-c,已知b,c在同一可逆绝热线上,试问:Δuab和Δuac哪个大?
解:(方法一)过b、c分别作等温线
(方法二)考虑过程b
例题:某理想气体经历4个过程,如T-s图
1)将各过程画在p-v图上;
2)指出过程加热或放热,膨胀或压缩。
解:1-3
1-21-41-5例题:封闭气缸中,气体初态p1=8MPa,t1=1300℃,经过可逆的多变膨胀过程变化到终态p2=0.4MPa,t2=400℃。已知该气体的气体常数Rg=0.287kJ/kg·k,试判断气体在该过程中各是放热还是吸热的?(比热为常数cV=0.716 kJ/kg·k)
解:1到2是可逆多变过程,对初,终态用理想气体状态方程式有
2)计算整个过程的Q,W,ΔU,ΔH及ΔS。
解:1)
2)先求各状态参数
等温过程:热量=膨胀功=技术功
关于T-s图及p-v图
1、在p-v图上确定T增大及s增大方向在T-s图上确定p增大及v增大方向
利用特殊过程的特性,如
利用过程的能量关系,如
在T-s图上用图形面积表示Δu和Δh
依据:a)T-s图上过程下面积表示qb)qp=Δh,qv=Δu
解:取容器为控制容积,先求初终态容积。初态时
终态时
泄漏过程是不稳定流动放气过程,列出微元过程的能量守恒程:
加入系统的能量
离开系统的能量
系统储能的增量
故
据题意,容器无热阻,故过程中容器内空气维持27℃不变,因此过程中空气比焓和比热力学能不变,是常数。同时因不计张力,故空气与外界交换功仅为容积变化功,即环境大气对之作功,所以对上式积分可得
工程热力学第五章习题答案
第五章 热力学第二定律5-1 利用逆向卡诺机作为热泵向房间供热,设室外温度为5C −D ,室内温度为保持20C D 。
要求每小时向室内供热42.510kJ ×,试问:(1)每小时从室外吸多少热量?(2)此循环的供暖系数多大?(3)热泵由电机驱动,设电机效率为95%,求电机功率多大?(4)如果直接用电炉取暖,问每小时耗电几度(kW h ⋅)?解:1(20273)K 293K T =+=、2(5273)K 268K T =−+=、142.510kJ/h Q q =×(1)逆向卡诺循环1212Q Q q q T T =214421268K 2.510kJ/h 2.28710kJ/h293KQ Q T q q T ==××=×(2)循环的供暖系数112293K 11.72293K 268KT T T ε′===−−(3)每小时耗电能1244w (2.5 2.287)10kJ/h 0.21310kJ/hQ Q q q q =−=−×=×电机效率为95%,因而电机功率为40.21310kJ/h 0.623kW3600s/h 0.95P ×==×(4)若直接用电炉取暖,则42.510kJ/h ×的热能全部由电能供给442.5102.510kJ/h kJ/s 6.94kW3600P ×=×==即每小时耗电6.94度。
5-2 一种固体蓄热器利用太阳能加热岩石块蓄热,岩石块的温度可达400K 。
现有体积为32m 的岩石床,其中的岩石密度为32750kg/m ρ=,比热容0.89kJ/(kg K)c =⋅,求岩石块降温到环境温度290K 时其释放的热量转换成功的最大值。
解:岩石块从290K 被加热到400K 蓄积的热量212133()()2750kg/m 2m 0.89kJ/(kg K)(400290)K 538450kJQ mc T T Vc T T ρ=−=−=××⋅×−=岩石块的平均温度21m 21()400K 290K342.1K 400Kln ln290Kmc T T Q T T Smc T −−====Δ在T m 和T 0之间运行的热机最高热效率0t,max m290K 110.152342.1KT T η=−=−=所以,可以得到的最大功max t ,max 10.152538450kJ 81946.0kJW Q η==×=5-3 设有一由两个定温过程和两个定压过程组成的热力循环,如图5-1所示。
华北电力大学工程热力学考研必做题1
第一章例题1:如图,已知大气压p b=101325Pa,U型管内汞柱高度差H=300mm,气体表B读数为0.2543MPa,求:A室压力p A及气压表A的读数p gA(1) (2)解:强调:p b是测压仪表所在环境压力温标的换算例题2:1kg某种气态工质,在可逆膨胀过程中分别遵循:(1)p=av(2)p=b/v;从初态1到达终态2。
求:两过程中各作功多少?(a,b为常数)解:(1)(2)第二章热力学第一定律例题:如图,气缸内充以空气,活塞及负载195kg,缸壁充分导热,取走100kg负载,待平衡后,求:(1)活塞上升的高度△h(2)气体在过程中作的功,已知6101325Pa0.254310Pa355600PaB b eBp p p=+=+⨯=(133.32300)Pa355600Pa0.3956MPaA Bp H pγ=+=⨯+=0.3956MPa0.101325MPa0.2943MPaA b eAeA A bp p pp p p=+=-=-=O[][]273.15T K t C=+[][]459.67t F t R=-21dw p v=⎰{}{}kJ/kg K0.72u T=解:取缸内气体为热力系—闭口系。
分析:突然取走100kg 负载,气体失去平衡,振荡后最终建立新的平衡。
虽不计摩擦,但由于非准静态,故过程不可逆,但仍可应用第一定律解析式。
首先计算状态1及2的参数:过程中质量m 不变外力 向上移动了5cm ,因此体系对外力作功注意:活塞及其上重物位能增加例题:0.1MPa ,20℃的空气在压气机中绝热压缩升压升温后导入换热器排走部分热量后再进入喷管膨胀到0.1MPa ,20℃。
喷管出口截面积A=0.0324m2气体流速cf2=300m/s 。
已知压气机耗功率710kW ,问换热器中空气散失的热量。
对CV流入:内增:5cm h ∆=据题义,黑箱技术例题:充气问题若容器A 为刚性绝热初态为真空,打开阀门充气,使压力p 2=4MPa 时截止。
工程热力学考研试题及答案
工程热力学考研试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 在理想气体中,下列哪个状态参数与气体的体积无关?A. 内能B. 焓C. 熵D. 压力答案:C2. 根据热力学第一定律,下列哪项描述是错误的?A. 系统吸收的热量等于其内能的增加量B. 系统对外做功,内能增加C. 系统吸收的热量等于其对外做的功加上内能的增加量D. 系统对外放热,内能减少答案:A3. 在卡诺循环中,效率最高的是哪种热机?A. 蒸汽机B. 内燃机C. 斯特林发动机D. 理想气体制冷机答案:C4. 一个理想气体经历一个绝热过程,如果气体的温度升高,则其压力如何变化?A. 增加B. 减少C. 不变D. 无法确定答案:A5. 根据热力学第二定律,下列哪项描述是正确的?A. 自然过程总是朝着熵减少的方向进行B. 热量可以自发地从低温物体传到高温物体C. 一个孤立系统的熵永远不会减少D. 所有自然过程都是可逆的答案:C二、简答题(每题5分,共20分)1. 简述热力学系统与外界隔离的三种基本方式,并说明它们的特点。
答案:热力学系统与外界隔离的三种基本方式包括:封闭系统、开放系统和孤立系统。
封闭系统是指系统内部没有物质交换,但可以有能量交换;开放系统是指系统内部既有物质交换也有能量交换;孤立系统是指系统既没有物质交换也没有能量交换。
2. 什么是热力学温度?它与摄氏温度有何关系?答案:热力学温度是温度的一种量度,它与物体的热力学性质有关,其单位是开尔文(K)。
热力学温度与摄氏温度的关系为:T(K) =t(°C) + 273.15,其中T是热力学温度,t是摄氏温度。
3. 解释什么是可逆过程,并给出一个可逆过程的例子。
答案:可逆过程是指系统经历一个过程后,系统和外界都能恢复到初始状态,且不留下任何不可逆的影响。
一个可逆过程的例子是理想气体的等熵压缩过程。
4. 什么是湿蒸汽?湿蒸汽的焓与干蒸汽相比有何特点?答案:湿蒸汽是指含有液滴的蒸汽,即蒸汽中既有气态的水分子也有液态的水分子。
工程热力学复习参考题-第五章
第五章 热力学第二定律一、选择题1 制冷循环工质从低温热源吸热q 2,向高温热源放热q 1,其制冷系数等于AA . 212q q q - B . 211q q q - C . 221q q q - D .121q q q - 2.供暖循环工质从低温热源吸热q 2, 向高温热源放热q 1,其热泵系数等于 BA .212q q q - B . 211q q q - C .221q q q - D .121q q q - 3.卡诺制冷循环的高温热源为温度T 0环境,低温热源温度为T 1,其制冷系数εc = AA .101T T T -B .100T T T -C .1- 10T TD .1-01T T 4.卡诺供暖循环的冷源温度为T 0环境,热源温度为T 1,其热泵系数COP = AA .011T T T -B .010T T T -C .1-10T TD .1-01T T 5.制冷系数ε的取值范围为DA .大于1B .大于1或等于1C .小于1D .大于1, 等于1或小于16.热泵系数COP 的取值范围为AA .大于1B .小于1或等于1C .小于1D .大于1,等于1或小于17.可逆循环的热效率与不可逆循环的热效率相比, DA .前者高于后者B .两者相等C .前者低于后者D .前者可以高于、等于、低于后者8.在两个恒温热源T 1和T 2之间(T 1> T 2),概括性卡诺循环的热效率与卡诺循环的热效率相比, BA .前者高于后者B .两者相等C .前者低于后者D .前者可以高于、等于、低于后者9.多热源可逆循环工质的最高温度为T 1,最低温度为T 2,平均吸热为1T ,平均放热温度为2T ,则其循环热效率为BA .1-12T TB .1-12T TC .1- 2211T T T T --D .1- 1122T T T T --10. 对于可逆循环,⎰T q δ B D A .>0 B .=0C .<0D .=⎰ds 11. 不可逆循环的⎰T q δ C A .>0 B .=0C .<0D .≤0 12. 热力学第二定律指出C DA .能量的总量保持守恒B .第一类永动机不可能成功C .热不能全部变为有用功D .单热源热机不可能成功13. 理想气体经可逆定容过程从T 1升高到T 2,其平均吸热温度12T = AA .(T 2-T 1)/ln 12T T B .C v (T 2-T 1)/ln 12T T C .(T 2-T 1)/ C v ln 12T T D .221T T + 14. 1~A ~2为不可逆过程,1~B ~2为可逆过程,则C DA .⎰21A Tqδ>⎰21B T q δ B .⎰21A T q δ=⎰21B T q δ C .⎰21A T q δ<⎰21B T q δ D .⎰21A ds = ⎰21B ds 15. 自然现象的进行属于BCDA..................................................................................................... 可逆过程B.不可逆过程C.具有方向性过程D.自发过程16. 克劳休斯关于热力学第二定律的表述说明CDA.热不能从低温物体传向高温物体B.热只能从高温物体传向低温物体C.热从低温物体传向高温物体需要补偿条件D.热只能自发地从高温物体传向低温物体17. 对卡诺循环的分析可得到的结论有: ABDA.提高高温热源温度降低低温热源温度可提高热效率B.单热源热机是不可能实现的C.在相同温限下,一切不可逆循环的热效率都低于可逆循环D.在相同温限下,一切可逆循环的热效率均相同18. 卡诺循环是B CA.由两个等温过程和两个绝热过程组成的循环B.热效率最高的循环C. 热源与冷源熵变之和为零的循环D.输出功最大的循环19. 卡诺定理指出: ABCDA.在相同的高温热源和低温热源间工作的一切可逆机的热效率均相同B.在相同高温热源和低温热源间工作的一切不可逆机的热效率必小于可逆机的热效率C.单热源热机是不可能成功的D.提高T1降低T2可以提高t20. A是可逆机,B是不可逆机。
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表明比定容热容不随比体积变化,这与实际情况不符,说明范德瓦尔方程并不能准确的描述实际气体的这方面的性质。
第七章 水蒸气
例:用温度为500K 的恒温热源加热1atm 的饱和水,使之定压汽化为100ºc 的饱和干蒸汽,求:1)该过程中工质的熵变如何计算?2)过程中熵流和熵产。
第八章 气体和蒸汽的流动
例:空气进入喷管时流速为300m/s ,压力为0.5MPa ,温度450K ,喷管背压pb=0.28MPa ,求:喷管的形状,最小截面积及出口流速。
cp=1004J/kg·k ,Rg=287J/kg·k 解:由于cf1=300m/s ,所以应采用滞止参数
滞止过程绝热
所以采用缩放喷管 注:若不考虑cf1,则 pcr=νcr·p1=0.528⨯0.5=0.264MPa<pb 应采用收缩喷管,p2=pb=0.28MPa
例:滞止压力为0.65MPa ,滞止温度为350K 的空气,可逆绝热流经一收缩喷管,在喷管截面积为2.6×10-3m2处,气流马赫数为0.6。
若喷管背压为0.30MPa ,试求喷管出口截面积A2。
解:在截面A 处:
22110f c h h +=K c c T T p f 82.494100423004502221
10=⨯+=+=MPa T T p p 697.045082.4945.01
4.14.111010=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪
⎪⎭⎫ ⎝⎛=∴--κκMPa p p p p cr cr cr CR 368.0697.0528.000=⨯=⋅==νν cr b p MPa p <=28.0MPa p p MPa p p b cr 28.0368.02====喉K T p p T T cr cr cr 29.412528.082.4944.114.1101
00=⨯=⋅=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⋅=---κκκ
κνkg m p T R v cr cr g cr 363215.010368.029.412287=⨯⨯==s m T R c cr g cr 01.40729.4122874.1=⨯⨯==κ()()cr p cr T T c h h or -⨯=-=0022()s m /08.40729.41282.49410042=-⨯⨯=K p p T T 32.381697.028.082.4944
.14
.010202
=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=-κκ()()s
m
h h c f 4.47732.38182.4941000422202=-⨯⨯=-=()()A p A fA T T c h h c -=-=0022()A g
T T R --=012
κκA g T R c κ=()
6.012120
=⎪⎪⎫ ⎛-=
--=
=
∴A
g fA a T T T R c M κκ
出口截面处:
据喷管各截面质量流量相等,即
绝热滞止
定义:气流掠过物体表面时,由于摩擦、撞击等使气体相对于物体的速度降低为零的现象称为滞止现象。
滞止发生时气体的温度及压力都要升高,致使物体的温度及受力状况受到影响。
忽略滞止过程中的散热,则可认为过程为绝热滞止过程。
绝热滞止状态下气体的状态参数称为绝热滞止参数或简称为滞止参数。
可见,绝热滞止焓等于绝热流动中任一位置气体的焓和流动动能的总和,因此也称总焓。
理想气体、定比热时的滞止参数:
绝热滞止温度:
K T K T A 49.3263500=∴= ()MPa p MPa p p b cr cr 30.03432.065.0528.00=>=⨯=⋅=ν MPa p p cr 3432.02==∴2,m m
q q =
绝热滞止时气体的温度称为绝热滞止温度,用T 0表示,当比热容为定值时,由焓和温度的关系,可得
可见, cf ↑→ T0 ↑。
因而,当设计在高速运动的装置时和测量高速气流的温度时,必须考虑气体的滞止温度的影响。
归纳:
1)压差是使气流加速的基本条件,几何形状是使 流动可逆必不可少的条件; 2)气流的焓差(即技术功)为气流加速提供了能量; 3)收缩喷管的出口截面上流速小于等于当地音速;
4)拉法尔喷管喉部截面为临界截面,截面上流速 达当地音速,
5)背压p b 未必等于p 2。
(背压(back pressure)p b 是指喷管出口截面外工作环境 的压力。
正确设计的喷管其出口截面上压力p 2等于背压pb ,但非设计工况下p2未必等于 pb ) 例:有一储气柜内有初温t1=100°c ,压力为p1=4.90MPa 的氢气。
氢气经渐缩喷管流入背压pb=3.9MPa 的外界,设喷管的出口截面积A2=20mm2,试求: 1)氢气外射的速度及流量;
2)若初始条件不变,喷管不变,氢外射入大气,求外射时的流速及流量。
(已知氢气Rg=4.12kJ/kg·k ,cp=14.32kJ/kg·k ) 解:1)首先确定p2
3
2
储气罐
冷却水 高压缸
低压缸
进气口 1
2
3
4
5
2
p 1
p 1
2
p p 有一个最佳增压比
p
v
省功
思 考 题
1 声速取定于哪些因素?
2 为什么渐缩喷管中气体的流速不可能超过当地声速?
3 试从气流状态变化的性质说明喷管截面变化的规律。
你认为用于使液体加速的喷管需要采用缩放形吗?
4 对于亚声速气流和超声速气流,渐缩形、渐放形、缩放形三种形状管子各可作为喷管还是扩压管?
5 无论可逆或不可逆的绝热流动, 计算,那么不可逆
流动的损失又如何说明?
6 渐缩喷管的进口状态及背压一定时,出口截面的流速、流量、焓、温度、比体积及熵的数值,对于可逆和不可逆绝热流动有何不同?
7 对于缩放形喷管,若进口状态及背压一定时,其喉部截面上的流速、流量、焓、温度、比体积及熵的数值,可逆和不可逆绝热流动有何不同?
8 渐缩形喷管的进口参数不变时,逐渐降低出口外的背压,试分析出口压力、出口流速及流量的变化情况。
9 渐缩形喷管和缩放形喷管的最小截面面积相同,且它们进口气流的参数相同,而背压均足够低时,两者最小截面处的压力及流速是否相同? 又若给两者的出口部分各切去一段或按原管道的形状加长一段,则两者出口截面的压力及流速、流量将有何变化? 第九章 压气机的热力过程
采用多级压缩时,可把压缩过程分别在几个气缸中完成,可使每级气缸的增压比不会过高,也可便于按各级气缸的工作压力合理设计余隙比,因而多级压缩的压气机可以得到较高的容积效率。
采用中间冷却器,可降低压缩过程中气体的温度,使压缩终了温度不致过高。
也可以减少压气机所消耗的轴功(p-V 图中阴影面积)。
两级压缩中间冷却分析
)(220f2h h c -=。