华北电力大学工程热力学考研复习题 - 图文

个人建议

研究生考试报考华北电力大学热能与动力工程，专业课选考工程热力学的同学请注意了。

复习的教材选王修彦老师的课本，分十三个章节，其中的第十三章是不考的。第六章的重要性和十三章差不多，只需要掌握一些基本名词的定义就可以了。比如吉布斯函数定义，对比态原理。

重点在于第九章到第十二章。前面第一章到第八章基本可以算是为后面这几章内容做铺垫。比如第四章后面的多级压气机做功过程的分析完全就是为后面朗肯循环和燃气轮机循环做铺垫。

从我自己的经历来看。我在复习的初始阶段对于重要章节的概念和过程都十分的不熟悉，把教材从头看到尾不懂的东西一大堆。自己也开始慢慢变得急躁。后来我换了一种看书的方式，我从制冷循环开始，空气制冷，蒸汽制冷，有无回热和再热，回热和再热的影响，各个热力过程的部件，P—V，H—S图等等。制冷，朗肯就这样的看下去，之后再回头看前面的一到八章节，就发现其实很简单。如果你也有同样的烦恼可以试试我的方法。加深自己读图的能力，学会自己画出各个过程的热力图，加深理解。工程热力学考的其实就是看图读图和计算的能力，你能看懂图自己能画出来，计算就只是摁几下计算器的事情了。

工程热力学有很多细节的东西，加深细化很难理解。但是请注意，研究生考试考的肯定是重点。我参加考试的时候说实话对书上的很多细节的东西也不是很理解都不懂，但是考试的时候那些东西都没有考。所以没有必要太紧张，祝考试成功哦！ 第一部分

例题1： 如图，已知大气压pb=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pA及气压表A的读数pgA

(1)

(2)

pB?pb?peB解：

?101325Pa?0.2543?106Pa

pA??H?pB?(133.32?300)Pa?355600Pa?0.3956MPa?355600PapA?pb?peApeA?pA?pb?0.3956MPa?0.101325MPa?0.2943MPa强调：

1） pb是测压仪表所在环境压力 2）温标的换算

t[C]?(t[F]?32)9

T[K]?t[OC]?273.155Ot[F]?t[R]?459.67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)

例题3：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

w??pdv12a22?v2?v1?11222bvw??pdv??dv?bln211vv1w??pdv??avdv?22?u?kJ/kg?0.72?T?K

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：

F1195?771?133.32??98100?2.941?105PaA100

F25?6?32p?p??1.960?10Pa2b V1?A?h?100?10?10?10mA

p1?pb?

T2?T1V2?A?(h??h)?(h??h)?100?10?6?(h??h)?10?4m3过程中质量m不变

例题4：0.1MPa，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。

m1?p1V1pV?m2?22RgT1RgT2V2?p12.941V1??10?3??h??h??10?4?h?5cmp21.960据

Q??U?W?U?U2?U1??m2u2???m1u1?由于m2=m1 T2=TT?K?u?kJ/kg?0.72?1 ?U?0W??不可逆pdV 12W??pdV?W??12外力 向上移动了5cm，因此体系对外力作功

Fe?p2AW?Fe??h?p2?A??h?1.960?105?100?10?4?5?10?2?98J注意：活塞及其上重物位能增加

?Ep?mgh?95?9.81?5?10?2?46.6JW??Ep?62pqV0.1?10Pa?300m/s?0.0324mpcA??f22qm???11.56kg/sRgT?RT287J/(kg?K)?293K

g

对CV列能量方程

12流出：流入： ?? 内增： 0

qm?h1?cf1?gz1??P2??1??qm?h2?cf22?gz2???2??112????qm?h2?cf22?gz2????qm?h1?cf1?gz1??P?02h1?h2?忽略位能差T1?T2??据题义， 2p1?p2?12???qcf2?Pm

21??11.56??3002?10?3?7102?189.8kW或稳定流动能量方程

11???H??cf2?g?z?P?P?cf2222例题5：若容器A为刚性绝热初态为真空，打开阀门充气，使压力p2=4MPa时截止。若空气u=0.72T求容器A内达平衡后温度T2及充入气体量m

解：取A为CV.——非稳定开口系

容器刚性绝热，忽略动能差及位能差，则

或 流入：hinδmin

流出： 0 → →? hin?u?δm?0 内增：u δm

例题6：有一台稳定工况下运行的水冷式压缩机，运行参数如附图所示。设空气的比热容cp=1.003kJ/(kg·K),水的比热容cw=4.187kJ/(kg·K)。若不计压气机向环境的散热损失以及动能差及位能差，试确定驱动该压气机所需的功率。[已知空气的焓差h2-h1=cp(T2-T1)]

11????δQ?dECV??h?cf2?gz?δmout??h?cf2?gz?δmin?δW22??out??in11????δQ?dECV??h?cf2?gz?δmout??h?cf2?gz?δmin?δW22??out??inhidmi?dE?d?mu???T2?????hidmi???????d?mu?himi?m2u2?m1u1?m2u2mi?m2?hi?u2即305.3?423.99K?150.84?C0.72pV40?105?1m???32.87kgRgT287?423.99hin?u

取控制体为压气机（但不包括水冷部分）考察能量平衡 流入： P?e1qm1?p1qV1?P?qm1?u1?p1v1?

流出： e2qm1?p2qV2??水??水?qm1?u2?p2v2? 内增： 0

P??水?qm1?h2?h1??qm3cw(t4?t3)?qm1cp?T2?T1??1.5?4.187??30?15??1.29?1.003??100?18??200.3kW若取整个压气机（包括水冷部分）为系统，忽略动能差及位能差则： 流入： P?u1qm1?p1qV1?qm3h3??水?P?qm1h1?qm3h3流出： u2qm1?p2qV2?qm3h4?qm1h2?qm3h4内增 0

本题说明：

1）同一问题，取不同热力系，能量方程形式不同。

2）热量是通过边界传递的能量，若发生传热两物体同在一体系内，则能量方程中不出现此项换热量。

3）黑箱技术不必考虑内部细节，只考虑边界上交换及状况。4）不一定死记能量方程，可从第一定律的基本表达出发。

W?qm1?h2?h1??qm3?h4?h3?查水蒸气表得 h4?125.66kJ/kgh3?62.94kJ/kgP?200.2kW

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/mrc5.html