2017年南京航空航天大学917工程热力学(专业学位)考研真题

资料内容：

2017年南京航空航天大学917工程热力学(专业学位)考研真题

真题原文：

南京航空航天大学
2017 年硕士研究生入学考试初试试题（ A 卷 ）
科目代码: 917 满分: 150 分 科目名称: 工程热力学(专业学位)
注意: ①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无
效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！
一、简答分析题（共 50 分）
1、（6 分）一绝热刚性容器用隔板分成两部分。左边盛有高压理想气体，右边为真空。快速抽取隔板后，容器内的气体温度将如何变化？简要说明理由。
2、（6 分）气体经历某过程，吸热 100kJ，同时热力学能增加了 150kJ，该过程肯定是个膨胀过程。这个说法正确吗？简要说明理由。
3、（6 分）压气机采用三级压缩， 1p 是压气机第一级进口压力， 4p 是最后一级的出口压力，则每级的最佳增压比为 41=3 p 。该说法正确吗？若不正确，则最佳增压比为多少？
4、（6 分）干饱和蒸汽被等熵压缩后，将变为湿蒸汽。这个说法正确吗？简要说明理由。
5、（6 分）采用蒸汽再热循环，可以通过提高热循环的最高压力，来提高循环的热效率。这个说法正确
吗？简要解释原因。
6、（6 分）关于制冷循环，试说明：1）家用空调里面为何利用节流阀取代膨胀机？2）压缩空气制冷循
环中能用节流阀代替膨胀机吗？
7、（6 分）工质稳定流过一个渐缩喷管, 不管是否有摩擦损耗,喷管出口速度 f 2
c 都可用公式
    2 0 2 0 2 2 2 f p c h h c T T     加以确定。因此有人认为无论有、无摩擦损耗， f 2c 都是相同的，
你认为如何? 为什么？
8、（8 分）有人改进了奥托循环，使其膨胀比大于压缩比，试作出 T-S 图并讨论该循环的效率与奥托循
环效率的大小。假设进气、压缩和燃料等参数都相同。
二、（10 分）某热风洞的气源由一台风机和加热器组成，如图所示。空气进入风机时的参数： 1p kPa 100 ，1t  27℃，风量 3 V m h 1 =2000通过加热器后空气温度为 2
t 150℃，压力保持不变。已知风机功率
P kW  2 ，系统散热损失为 5 Qloss  kW 。空气为理想气体，比热为定值且c kJ kg K v   0.7175   ，
c kJ kg K p   1.0045   。
试求：1）空气在加热器中吸收的热量Q ；
2）整个过程中，单位质量空气的热力学能和焓的变化量。
三、（10分）利用一个超大的罐子向一个包有隔热材料的刚性小型容器充气，罐子内的空气状态为0.5MPa、
300K。刚性小型容器内原有 0.1MPa，280K 的空气。开启阀门，气体迅速充入容器。求当罐内压力为 0.4MPa
时，刚性小型容器内的温度。
四、（10 分）空气在涡轮中由初态不可逆绝热膨胀到 150℃, 求该过程的比熵变化。已知由同一初态可逆
绝热膨胀到同一背压时,终态的温度为 130℃。在 T-S 图上表示出两过程。空气视为理想气体，
1.005 p
c kJ kg K   。
五、（15 分）100kPa、20o
C 下的环境空气以 4kg/s 的流量通入压缩机（忽略入口流速），被以 n=1.3 的多
变过程可逆压缩，压缩机出口气体参数为 900kPa、60℃。同时压缩机利用 20℃的冷却水进行冷却，冷
却水的出口温度为 30℃。假设环境为 20℃，水的比热为 4.18kJ/(kg.K)。忽略压气机进出口空气动能、位
能差。
试求：1）冷却水的质量流量；
2）压缩机的耗功；
3）系统可用能的损失。
六、（15 分）封闭气缸中气体初态 p1=8MPa，t1=1300℃，经过可逆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)，比热容为常数，cV=0.716 kJ/(kg·K)。
试求：1）该多变过程的多变指数；
2）该多变过程的比膨胀功；
3）判断气体在该过程中是放热还是吸热？
七、（20 分）某超大罐子中存有温度为 300K、压力为 0.5MPa 的 CO 和 CO2混合气体，其质量比为 1:9，
通过一个最小截面为 0.03m2的渐缩喷管喷入大气，求喷管出口速度和流量。假设 CO 和 CO2为定比热容
理想气体，cp,CO=1.040 kJ/(kg.K), cp,CO2=0.846 kJ/(kg.K), cv,CO=0.744 kJ/(kg.K), cv,CO2= 0.657kJ/(kg.K) 。大气压力
为 0.1MPa。
八、（20 分）一理想气体循环由下列过程组成：1）由初温 T1开始定容加热过程，定容增压比为π。2）
可逆绝热膨胀过程，压力降回初压。3）定压压缩过程，体积又回到循环初始值。该循环称为勒诺循环。
试在 p-v 图上和 T-s 图上画出这个循环，并证明：1) 热效率为1t( 1) 11循环功为式中 和 Rg 分别为该理想气体的定熵指数和气体常数。

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