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华北电力大学2007年研究生入学考试初试试卷考试科目：工程热力学A考生注意：答案必须写在答题纸上（注：可根据课本中的有关知识自行确定有关常用参数，如摩尔质量、气体常数、𝑐𝑝和𝑐𝑣等，例如空气可取𝑐𝑝=1.004𝑘𝐽(𝑘𝑔.𝐾)⁄、𝑐𝑣=0.717𝑘𝐽(𝑘𝑔.𝐾)⁄等）一、回答问题（每题5分，共40分）1.什么是热力系统？2.膨胀功和技术功的不同之处是什么？3.焓的定义？焓代表的物理意义？4.写出热力学第一定律应用于热力系统时文字表达的等式关系？5.比较任意多热源可逆循环与卡诺循环的特点及热经济性（以两者的最高和最低温度为准）？6.叙述孤立系统的熵增原理。7.写出范德瓦尔斯方程式。8.写出水工质气化潜热的定义。二、填空题（每题3分，共24分）1.闭口系1kg空气吸热50kJ，对外做功60kJ，空气的温度2.1kg空气温度从300K升高到400K，压力从0.12MPa升高到0.16MPa，熵∆s=3.任何工质经绝热节流后焓、压力、熵。4.经有温差的传热后热量、热量火用。5.单级活塞式压气机理论上有定温压缩和绝热压缩两种方式，消耗压缩功从大到小的顺序是、。6.计算燃气轮机理想循环热效率的公式为。7.0.1MPa下氧气和氮气构成的富氧空气质量分数各占50%，则氧气的分压力，氮气的分压力。8.湿空气经过一管道，管道内有电热丝加热，加热后相对湿度，含湿量。三、计算题（78分）1.（18分）一个气缸活塞系统如图示，活塞面积为40𝑐𝑚2，活塞离气缸底部10cm，重物20kg，初始状态温度300K，大气压力101325Pa，活塞运行无摩擦，①如果是缸内空气温度升高5℃的同时使重物升高2cm需要加入多少热量；②然后当可逆绝热情况下使活塞回到原位置，需要再加上多少重物。2．空气可逆绝热地流经渐缩型喷管，测得某界面上压力为0.28MPa，温度为354K，速度为150𝑚𝑠⁄，截面积为9.29×10−2𝑚2。试求：1）界面上的马赫数、流量；2）滞止压力、滞止温度；3）如果出口达到音速，求出口截面的速度、温度、压力。3.（30分）两级抽气回热循环输出动力37000kW，进入汽轮机的蒸汽压力为6MPa和500℃（焓ℎ0=3422.95𝑘𝐽𝑘𝑔⁄），凝汽器设计真空是9kPa，汽轮机排气焓值为ℎ2=2167.15𝑘𝐽𝑘𝑔⁄，第一级抽气压力1.4MPa，焓值ℎ01=2999.87𝑘𝐽𝑘𝑔⁄，第一级混合式加热器出口焓值h01′=830.13𝑘𝐽𝑘𝑔⁄，第二级抽气压力150kPa，抽气焓值ℎ02=2562.17𝑘𝐽𝑘𝑔⁄，第二级混合式加热器出口焓值h02′=467.08𝑘𝐽𝑘𝑔⁄，凝汽器热井出口凝结水焓值为h2′=183.26𝑘𝐽𝑘𝑔⁄。忽略水泵功的影响。1）画出该循环的T-s图2）求两级抽气的抽气率𝛼1、𝛼23）求1kg水蒸气在汽轮机中的做功与会热循环的热效率；4）计算汽轮机的进气量。4.（10分）环境温度为300K，环境压力1×105𝑃𝑎，计算开口系中压力为2MPa、温度500K时1kg空气的火用值。四、分析题：（8分）用吸放热平均温度方法并结合郎肯循环的T-s图分析说明，提高新蒸汽温度可以提高郎肯循环的热效率。