2015低温技术及其应用A卷

重庆大学《低温技术及其应用》课程试卷 第1页 共3页

重庆大学《低温技术及其应用》课程试卷

2015 — 2016 学年 第 1 学期

开课学院： 动力学院 课程号： 14012520

考试日期：

考试方式：

考试时间： 120 分钟

一、单项选择题（20分）

1、下列不属于热力学第一定律表达式的一组是（ ）

A ：21

2

f i q dh dc gdz w δδ=+++ B ：Q U W =∆+

C ：Q dU W δδ=+

D ：q u w =∆+

3、在可逆循环中dh ⎰ （ ）零，

A ：大于

B ：等于

C ：小于

D ：不确定

4、实际气体等焓节流膨胀图上的转化温度与转化曲线满足条件：JT μ（）零 A ：大于 B ：等于 C ：小于 D ：不确定

5、制冷剂在蒸发器内绝大部分是处于（ ）

A ：过冷区

B ：湿蒸气区

C ：过热区

D ：饱和液体区

6、单级压缩式制冷循环的压缩比超过8～10时，可选用（ ）制冷循环。

A ：双级压缩式

B ：蒸气喷射式

C ：吸收式

D ：劳伦茨 7、在用精馏塔做空气分离的过程中，精馏塔顶部产品主要是（ ）

A ：氮

B ：氧

C ：氮和氧混合物

D ：氩 8、下列气体中，属于能够单独用焦耳-汤姆逊效应来液化的是（ ）

A ：氢

B ：氮

C ：氦

D ：氖 9、下列属于低温条件下的气体分离技术的是（ ）

A ：变压吸附

B ：精馏

C ：膜分离

D ：分子筛 10、林德单塔空气分离系统可以得到比较纯的产品是（ ）

A ：氧

B ：氮

C ：氩

D ：氖

二、填空题（30分）

1、理想气体经过绝热节流，其前后稳定截面处的能量平衡方程为______。

2、工质流经换热器时的稳定流动能量平衡方程为______。（动能差和位能差忽略不计）。

3、理想的卡诺循环由两个____过程和两个____过程组成。

4、逆卡诺循环中，热源温度为o T ，冷源温度为R T ，则制冷系数c ε为______，热泵循环效率h ε为______。

5、低温技术广泛应用于多个技术领域，请举出三个应用实例：____________、__________________、_________________。

6、为了区分制冷温度的高低，制冷与低温往往通过______K 来分界。

7、常见的三种低温获得方法是_________________________、_______________和______________。

命题人：刘彬

组题人：

刘彬

审题人：李夔宁

命

题时间：2014.11.10

教务

处制

学院 专业、班 年级 学号 姓名 考试教室

公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊

封

线

密

8、节流过程的焦耳-汤姆逊系数

JT

μ的定义式可以表示为__________，假设

节流过程后工质温度降低，则

JT

μ____零（填大于、小于或等于），理想

气体经过节流过程以后，

JT

μ____零（填大于、小于或等于）。

9、朗肯循环与劳伦茨循环不同之处主要是____________________________。

10、复叠式制冷循环的定义为

____________________________________________________________。

11、气体液化系统的循环效率FOM定义是

____________________________________________________________。

12、在气体液化过程中，可以用来反映液化系统系能的三个参数分别是___________________、__________________和________________，三者之间的关系是___________________。

13、精馏的原理是__________________________________________的过程。

14、常见的常温条件下气体分离方式有____________和______________。

15、简单的焦耳-汤姆逊制冷系统（林德汉普逊制冷机）主要由________、

____________、_______________________和__________组成。

三、简答题（10分）

1、什么是气体液化过程。

2、简述斯特林制冷机的循环过程。四、推导题（8分）

如图为简单的林德-汉普逊系统，假定为理论循环（除节流阀外，没有不可逆压缩；没有热漏；无热交换不完善损失）

①画出简单的林德-汉普逊循环的T-S图；

②推导出出简单的林德-汉普逊系统的液化率表达式；

③推导出简单的林德-汉普逊系统中单位质量的液化功表达式。

五、计算题（32分）

1、试求带预冷林德-汉普逊系统液化率、单位质量压缩机耗功及单位质量液化功以及循环效率？液化介质为氮（液化空气的理论最小功767kJ/kg ），运行在101.3kpa 、300K 和20.3Mpa 之间；制冷介质为F-12，运行的状态参数：

2、计算林德-汉普逊双压缩系统液化率、单位质量压缩机耗功及单位质量液化功？液化介质为氮，运行在101.3kpa 、300K 和20.3Mpa 之间；中间压力为5.07Mpa ，中间压力流率比为0.80.

3、计算克劳福特系统液化率、单位质量气体压缩功、单位质量气体液化功以及循环效率？液化介质为氮，运行在101.3kpa 、300K 和5.066Mpa 之间；膨胀流率比为0.60.膨胀功用于气体的辅助压缩，进入膨胀机的气体温度为270K ，压力为5.066kpa ，

4、求每单位工质制冷量，COP 和FOM ，设系统为简单林德-汉普逊制冷机，

在300K 、 101.3kpa 、10.13Mpa 之间运行。压缩机总效率

为 ，换热器效率为 ，工质为氮气

31211+x f e f

f m h h h h h h h h m ∙

∙

--=--112123-()()(h h )e W T s s h h x m ∙

∙=-----a b c h =462kJ/kg(P=101.3kpa,T=300K),

h =462kJ/kg(P=681.7kpa,T=372.7K),h =61.23kJ/kg(300K ),

d 101.3kpa 243.2r=K 饱和液体两相区点压力和温度，制冷效率比0.10.12

11y=+r a c f f h h h h h h h h ----11212b a -()()r(h h )W

T s s h h m ∙∙=---+-,75%c n η=0.960ε=11112222f f g g g h =462kJ/kg s =4.42kJ/(kg K)(P =101.3kpa,T =300K),h =444kJ/kg s =3kJ/(kg K)(P =10.13kpa,T =300K),h =29kJ/kg (P =101.3kpa,),h =229kJ/kg (P =101.3kpa,T =77.36K )∙∙，，， 饱和液体， 饱和气体11112

222f f f h =462kJ/kg s =4.42kJ/(kg K)(P =101.3kpa,T =300K),

h =432kJ/kg s =2.74(kg K)(P =20.3Mpa,T =300K),h =29kJ/kg s =0.42kJ/(kg K)(P =101.3kpa,),∙∙∙，，，饱和液体111122223

333f f f h =462kJ/kg s =4.42kJ/(kg K)(P =101.3kpa,T =300K),h =452kJ/kg s =3.23kJ/(kg K)(P =5.07Mpa,T =300K),

h =432kJ/kg s =2.74(kg K)(P =20.3Mpa,T =300K),h =29kJ/kg s =0.42kJ/(kg K)(P =101.3kpa,),∙∙∙∙，，，，饱和液体1312111131311212y=+i -()()[T ()(h h )]

f f h h h h h h h h W T s s h h i s s m ∙

∙

----=-------1111

22223

333e 33e 3h =462kJ/kg s =4.42kJ/(kg K) (P =101.3kpa,T =300K),h =452kJ/kg s =3.23kJ/(kg K) (P =5.066Mpa,T =300K),h =418kJ/kg s =3.11kJ/(kg K) (P =5.066Mpa,T =270K),h =238kJ/kg s =3.11kJ/(kg K) (P =101.3kpa,s =s ∙∙∙∙，，，，f f f ),h =29kJ/kg s =0.42kJ/(kg K) (P =101.3kpa,),∙，饱和液体