工程热力复习大纲

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复习大纲 绪论

重点:了解工程热力学的主要内容及研究方法

第一章 基本概念及定义

重点:工质热力系统、边界、热力系统的类型,工质的热力学状态、参数 6个基本状态参数

状态方程、坐标图 ,平衡状态、准平衡(静态)过程,过程功和热量、热力循环 第二章 热力学第一定律

重点:实质,第一定律的基本能量方程 热量的符号、功量的符号,开、闭口系统能量方程

第三章 气体和蒸气的性质

重点:理想气体状态方程,水蒸汽 1点2线3区 5态 第四章 气体和蒸气的基本热力过程

重点:可逆多变过程、定温、定压、定容、定熵过程综合分析 第五章 热力学第二定律

重点:表述,卡诺循环,克劳休斯积分,熵方程,孤立系统熵增原理,火用 第六章 实际气体的性质及热力学一般关系式

一般了解:范德瓦尔方程,对应态原理 通用压缩因子图,麦克斯韦关系 热系数

热力学能、焓和熵、比热容的一般关系式 第七章 气体与蒸气的流动

重点:稳定流动的基本方程:连续性方程、能量方程、过程方程、声速方程 滞止参数的意义及其计算

促使流速改变的条件:力学条件 几何条件 喷管形状的确定及计算 临界压力比 背压变化对喷管流动、出口参数的影响 第八章 压气机的热力过程

重点:余隙容积 产生、影响,多级压缩、中间冷却 第九章

重点:混合加热理想循环 热效率,气体动力循环定压、定容加热理想循环 热效率

比较及分析

燃气轮机装置循环 热效率 提高燃气轮机循环热效率的措施 第十章 蒸汽动力装置循环

重点:朗肯循环 由来 热效率 分析,再热循环 热效率,回热循环 热效率

第十一章 制冷循环

重点:压缩空气制冷循环组成、设备、制冷系数 ,压缩蒸汽制冷循环组成、设备、制冷系数

两种循环的异同,热泵循环 第十二章 理想气体混合物及湿空气

重点:混合气体分压力、分体积定律,成分:质量分数、摩尔分数、体积分数,三者的关系

湿空气、干空气,饱和、不饱和、露点,相对湿度、含湿量,干、湿球温度,h-d图及其应用

复习题(题中涉及的有关水蒸汽的数据,考试时均会给出,不用自己查表。复习

题中所需要的数据,需要自己找相关图表查数)

习题:课本上的例题、课后思考题、留的作业题 第一章 基本概念及定义 1、热力平衡状态 2、准静态过程 3、热力系统

第二章 热力学第一定律 1、热力学第一定律 2、技术功

3、一蒸汽锅炉每小时生产P1 = 20 bar , t1 = 350℃的蒸汽10吨,设锅炉给水温度t2 = 40℃,锅炉效率ηK = 0.78,煤的发热值QL = 29700 KJ/Kg,求锅炉的耗煤量。已知:P1 = 20 bar, t1 = 350℃时h1 = 3137.2 KJ/Kg ; h2 = 169.2 KJ/Kg 。 4. 容积为0.25m3钢瓶内盛有氧气, 初始状态时p1=1.6MPa,t1=27℃。由于气焊用去部分氧气, 压力降至1.1MPa。 假定氧气与外界无热量交换,试计算用去多少氧气?瓶内剩余氧气的温度为多少度?若瓶内氧气从周围环境吸热,其温度又恢复27℃,问此时瓶内的压力为多少?pb=0.1MPa;氧气比热容取定值, Rg =260 J/(kg·K)、 cp =917 J/(kg·K)。

5. 用一台水泵将井水从 8m 深的井里泵到比地面高40m的水塔中, 水流量为28m3/h。 水泵消耗功率为22kW。冬天井水的温度为3.4℃。为防止结冰,要求进入水塔的水温不低于 4℃。整个系统及管道均包有一定厚度的保温材料,问是否有必要在管道中设置加热器?如有必要的话,需加入多少热量?(设管道中水进出口的动能差可忽略不计;水的比热取定值 cp=4.187kJ/(kg·K)且水的焓差近似取

3

?h=cp?t ;水的密度取 1000kg/m) 。

第三章 气体和蒸气的性质 1、理想气体 2、蒸发与沸腾

3、水蒸汽绝热膨胀过程中的技术功可以由下式计算: wt=–?h=–cp?T, 是否正确?为什么?。

第四章 气体和蒸气的基本热力过程

1、熟练掌握某过程在p-v图、T-s图上的转换

2、熟练掌握任意过程如何在图上正确的位置表示,知道过程的特性

例: 在p-v图及T-s图上画出空气的n=1.2的膨胀过程1-2和n=1.6的压缩过程1-3,并

确定过程1-2和1-3中功和热量的正负号及初终态热力学能的大小。

3、一压气机将压力为1bar,温度为27℃的10kg空气压缩到压力为6bar,试按多变指数n=1.2的多变过程求下列各值。(1)所需理论压缩功;(2)压缩过程交换的热量;(3)将上述功和热量表示在p-v图和T-s图上。

4、1 Kg空气从初态P1 = 5 bar,T1 = 340 K,在闭口系统中绝热膨胀,其容积变为原来的2倍(V2 = 2V1)。求(1)如绝热膨胀过程是可逆的,求终态压力及终态温度、膨胀功、熵、内能、焓的变化。(2)如进行的是绝热自由膨胀过程,求终态

压力及终态温度、膨胀功、熵、内能、焓的变化。(3)将上述两过程表示在T—S图上。

第五章 热力学第二定律 1、可逆过程

2、热力学第二定律 3、可用能与不可用能 4、熵流、熵产 5、卡诺定理

6、孤立系统的熵增原理

7、火力发电厂在冬季运行和夏季运行时,哪个季节热效率高,为什么? 8、蒸汽动力装置热效率很少超过 40%,这表明由冷凝器中冷却水带走的热量太多,应该努力提高冷凝器的性能,使Q2趋向于零,是否正确?为什么?

9、空气在气缸内经历不可逆过程,内能减少15kJ,对外作功10kJ,试分析空气的熵变有哪几种可能性?为什么?

10、某种可兼作制冷和热泵用的机器,若环境温度T0=283K,压力 pb=0.1013MPa,该装置耗电功率7.5kW,每小时可将100kg0℃的水制成0℃的冰,同时使散热率为5

3

×10kJ/h的房间保持恒温t=25℃,请评价机器实现的可能性.(设水0℃时凝固热335kJ/kg.)

11、在高温热源T1= 2000 K及低温热源T2= 600 K之间进行一个不可逆卡诺循环,若在定温吸热及定温放热过程中工质与高温热源、低温热源均存在60 K温差,其余两个绝热过程均为可逆过程,试求:(A)循环效率。(B)若热源供给1000 KJ的热量,求作功能力损失。

12、有一专利申请提出一台热机工作与t1= 427℃,t2=277℃之间,当工质从高温热源吸热5×10 4 KJ,对外作功10KJ,而排给低温热源的热量恰为两者之差。试分析其可能性。 13、一卡诺循环,已知两热源的温度t1= 527℃、T2= 27℃,循环吸热量Q1 =2500KJ,试求:(A)循环的作功量。(B)排放给冷源的热量及冷源熵的增加。(C)如果由于不可逆,孤立系统熵增加0.1KJ / K,则排给冷源的热量增加多少?循环少作功多少?

第六章 实际气体的性质及热力学一般关系式 1、对比态定律 2、通用压缩因子

第七章 气体与蒸气的流动 1、滞止状态 2、当地音速

3、空气的初压力为0.2MPa,温度为300℃,流速为20m/s,喷管的背压为0.1MPa,为获得最大出口流速,应选择什么形式的喷管,为什么?

4、空气入口压力为0.3MPa,出口背压为0.1MPa,要想获得不断加速,需要采用什么现状的喷管?如果把该喷管从出口部位截短,出口参数(流量、流速、压力)会发生什么样的改变?

5、由输送管送来的空气,进入出口面积 A2=10cm2的喷管。进口处的空气压力p1=2.5MPa,温度 t1=80℃,进口流速可忽略;喷管出口外的背压 pb=1.0MPa,设p c =1.004kJ/(kg.K),κ =1.4。 (1)设计喷管(形状、截面积)并计算喷管

出口截面上空气的速度及流量; (2)讨论若该喷管在运行中背压 pb升高到 1.2MPa,将发生什么现象。

6、喷管进口处的空气状态参数P1 = 1.5bar, t1 = 27℃,流速C1 =150 m / s,喷管出口背压为P2 = 1bar,喷管流量为m = 0.2 Kg/s。设 空气在喷管内进行可逆绝热膨胀,试求:(1)喷管设计为什么形状(渐缩型、渐放型、缩放型)?(2)喷管出口截面处的流速、截面积。

7、空气经一渐缩喷管,在喷管内某点处压力为3.43×105 Pa,温度为540℃,速度180 m / s,截面积为0.003 m2,试求:(1)该点处的滞止压力;(2)该点处的音速及马赫数;(3)喷管出口处的马赫数等于1时,求该出口处截面积。

第八章 压气机的热力过程 1、余隙容积 2、增压比

3、余隙容积的存在对压气机的生产量和理论耗功会产生哪些影响? 4、 某单级活塞式压气机,其增压比为6,活塞排量为0.01m3,余隙容积比为0.05,压缩过程多变指数为1.15。吸入空气参数为p1=0.1MPa、t1=20℃。已知空气的Rg=0.287kJ/(kg?K),cv=0.718kJ/(kg?K),κ=1.4。求:(1)容积效率;(2)生产1kg压缩气体的理论消耗功率;(3)压缩过程中放出的热量。

5、单级压气机吸气状态为P1 = 1 bar, t1 = 27℃, 空气流量为 360 Kg/h,气缸套

4

中有冷却介质,每小时带走热量4×10 KJ/ h,使空气进行等温压缩过程,求(1)等温压缩过程中压气机的出口压力及所需理论功率;(2)如限定压缩后空气温度不得超过150℃,并且改为绝热压缩过程,求压气机出口可达到的最高压力及所需理论功率;(3)在p—v及T—S图上表示出(1)和(2)两压缩过程(要求注明过程的方向及对应的状态点)。

第九章 气体动力循环

1、萨巴德循环(混合加热理想循环) 2、狄塞尔循环(定压加热理想循环) 3、奥托循环(定容加热理想循环) 4、压缩比、定容增压比、定压预胀比

5、提高燃气轮机热效率的热力学途径有哪些?

6、在内燃机混合加热理想循环,定容加热理想循环及定压加热理想循环中,提高压缩比都可使循环热效率提高,试从第二定律分析其原因. 7、P302例题,认真看,重点是(1)(2)(5)问。

第十章 蒸汽动力装置循环 1、回热 2、再热

3、朗肯循环 4、蒸汽动力装置热效率很少超过 40%,这表明由冷凝器中冷却水带走的热量太多,应该努力提高冷凝器的性能,使Q2趋向于零,是否正确?为什么?

5、已知水蒸汽回热循环的新汽t1= 400℃,p1 = 100 bar,乏汽p2 = 0.05 bar,在p6= 50 bar处抽汽量为α,抽汽与凝结水混合达到p6压力的饱和水,合流后再回到锅炉加热,若不计水泵耗功量和其它损失,求:(1)热机循环热效率;(2)每kg水蒸汽所作轴功;(3)画出回热循环T—S图。(p= 50 bar时,饱和水焓:h'= 1154 KJ / Kg ; p= 0.05 bar时,饱和水焓:h' = 137.8 KJ / Kg;)

6、压力为 p1=14MPa,温度为 t1=550℃的过热蒸汽在汽轮机内膨胀到 pa=5MPa后,再等压加热到tb=550℃,然后回到汽轮机内继续膨胀到p2=0.007MPa,进入冷凝器。忽略水泵所消耗功率,试计算循环热效率。(需要画出循环示意图,参考P326的图。已知14MPa时的h\、s\时的h\、s\时的h'、s'、h\、s\,其余均未知)

第十一章 制冷循环 1、制冷系数

2、供暖系数(热泵系数)

3、为什么采用热泵进行供暖可以节能?

4、压缩空气制冷循环与压缩蒸汽制冷循环有何异同?

5、某蒸汽压缩致冷循环,在压缩机进口参数不变的情况下,若提高压缩机出口压力,使消耗的功增加5 % ,且仍保持原来致冷系数的值,问致冷量将变化多少,要实现上述目的则该循环应采用什么措施?将改变后的致冷循环画在同一张Lg P—h图上。

6、空气压缩致冷装置的致冷系数为2.5,致冷量为84600kJ/h,压缩机吸入空气的压力为0.98 bar,温度为 -10℃,空气进入膨胀机的温度为20℃,试求:(1)压缩机出口压力;(2)致冷剂的质量流量;(3)压缩机的功率;(4)循环的净功率。

第十二章 理想气体混合物及湿空气 1、绝对湿度 2、相对湿度 3、含湿量 4、露点温度 5、干球温度 6、湿球温度

7、以上三种温度的关系

8、饱和湿空气和未饱和湿空气 9、吸湿能力和温度的关系

10、湿空气干球温度42℃,含湿量d=45g/kg干空气,若环境压力为pb=0.1MPa,求:

(1)水蒸汽的分压力pv;(2)相对湿度?;(3)露点温度td;(4)湿空气的焓h。 已知压力为0.1MPa时饱和湿空气表如下:

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

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