发布时间 : 星期日 文章华南理工大学热力学复习题(校内本科)答案更新完毕开始阅读06c98f61f111f18583d05ac3
（1） （2） （3） t (℃) -10 30
画出此制冷循环的T—s图； 求此循环的制冷系数和制冷量；
氨流经节流阀和压缩机过程中，各自引起的熵产和火用 损。 （12分）
氨的有关热力性质表如下： p (MPa) 0.2909 1.1670 h’ (kJ/kg) 134.41 322.42 h” (kJ/kg) 1430.8 1466.3 s’ (kJ/(kg?K)) 0.5408 1.2005 S” (kJ/(kg?K)) 5.4673 4.9738 26、 某氨蒸气压缩制冷循环中，氨从冷库（蒸发器）出来进入压缩机时处于饱和蒸汽状
态，温度为?20?C；氨从冷凝器出来进入节流阀（膨胀阀）时处于饱和液体状态，温度为40℃。压缩机的工作过程若为等熵压缩过程，其出口处氨的比焓为
1950kJ/kg。实际上压缩机的工作过程是不可逆绝热的，其绝热效率为0.88。设
实际压缩过程中氨蒸气在压缩机出口处的压力与等熵压缩时相同，试确定：①画出此制冷循环的T—s图；②此循环的制冷系数和制冷量；③如用可逆膨胀机代替节流阀，但其它有关参数不变，则此时循环的制冷系数和制冷量变为多少？
氨的有关热力性质表如下： t (℃) -20 40 p (MPa) 0.1902 1.5549 h’ (kJ/kg) 89.05 371.43 h” (kJ/kg) 1418.0 1470.2 s’ (kJ/(kg?K) 0.3657 1.3574 S” (kJ/(kg?K) 5.6155 4.8662 27、 在一压缩蒸汽制冷循环中，制冷剂从冷库出来时正好处于饱和蒸汽状态1，经过压
缩机压缩后达到过热状态2，经过冷凝器后达到饱和液体状态3，最后经过节流阀后进入冷库。已知其蒸发温度为-20℃，冷凝温度为30℃，制冷量为5kW。为保护臭氧层需要，现用HFCl34a替代原先工质为CFC12，而循环中关键点处的工质状态不变。试求：
（1）画出此制冷循环的T—s图；
（2）计算两种工质相应的制冷系数、压气机耗功率以及制冷剂流量。 计算中用到的有关参数值如下： 制冷剂 CFC12 HFCl34a h1 (kJ/kg) 564 387 h2 (kJ/kg) 592.9 423 T 3 h3 (kJ/kg) 448 243 2 28、 一台以HFC134a为制冷工质的冰箱在室温为
20℃的室内工作，循环过程如右图1-2-3-4-5-1所示，其中压缩机内进行的热力过程既不可逆也不绝热。此制冷装置的工作性能系数COP=2.3，制冷剂的流量为
已知进入压缩机的是温度为qm?0.2kg/s。
T3 T1 5 6 4 1 s t1??20?C的干饱和蒸汽，压缩机出口工质
（28题图）
温度为t2?50?C，工质在冷凝器出口呈温度为t3?40?C饱和液体状态。点1、2
和3的状态参数分别为：h1?386.6kJ/kg，s1?1.741kJ/(kg?K)；
h2?430.5kJ/kg，
s2?1.746kJ/(kg?K)；
h3?256.4kJ/kg，
s3?1.191kJ/(kg?K)。
（1） 求循环制冷量、输入压缩机的功率、压缩过程的熵产率和做功能力损失； （2） 若总制冷量不变，但工质经冷凝器后达到t5?35?C的过冷状态，相应的
状态参数为h5?249.0kJ/kg，s5?1.167kJ/(kg?K)。求此时的制冷剂
流量。 29、 如图所示的稳定工作的齿轮箱，由高速轴
输入功率PkW。由于摩擦等不可1?600逆损耗，使从低速轴输出的功率仅为
600kW P2?584kW，如图所示。齿轮箱外表面
被温度为T0?290K的环境空气冷却，冷却量由牛顿冷却公式qQ?hA(Tb?T0)计算，其中，对流换热系数h为：
584kW qQ （29题图）
h?0.25kW/(m2??C)，齿轮箱外表面面
积为A?1.6m，Tb为齿轮箱外壁面的平均温度。试求：
2（1） 齿轮箱系统的熵变，以及由于不可逆因素造成的熵产和火用 损失（设齿轮箱
系统各点温度都恒为Tb）； （2） 齿轮箱与相关环境组成的孤立系统的熵变、熵产和火用 损失； （3） 上面两问求得的熵产和火用 损失值是否相同？通过计算说明原因。 30、 某燃气－蒸汽联合循环如下图所示。压气机进口参数为p1=0.1MPa、T1=300K，压
气机增压比为10。燃气轮机进口温度T3=1600K，最终排到大气的燃气温度t8=237 o
C。燃气轮机的工质可视为与空气相同的比热为定值的理想气体，其流量为500kg/s。蒸汽轮机进口参数为：p5=2.5MPa、t5=450oC，蒸汽轮机排汽压力p6=0.01MPa。设本题的燃气动力循环为布雷顿循环（定压加热理想循环），余热锅炉中的热效率为0.9。若可以忽略泵功，蒸汽轮机的相对内部效率为80％，则 （1）在同一个T-s图上表示此燃气－蒸汽联合循环； （2）燃气轮机和蒸汽轮机对外做功的功率（kW）；
（3）此燃气－蒸汽联合循环的热效率；
过热和饱和水蒸气的性质见下表 p, MPa 2.5 t, oC 450 h, kJ/kg 3349.7 s, kJ/kg.K 7.18225 p, MPa 0.01 ts, oC 45.7988 h’ , kJ/kg 191.76 h’’ , kJ/kg 2583.72 s’ , kJ/kg.K 0.6490 s’’ , kJ/kg.K 8.1481
Heat
2 3
1 4 8
5
余热 锅炉
6
7
（30题图）
七、 综述题
1、 请从热力学角度，分析说明为什么大型工业园一般集中采用热、冷、电联供方式处
理不同用户能量需求问题。
2、 分别从热力学第一定律和第二定律角度看，普通燃煤电站发电效率较低的原因有何
不同？请从热力循环设计角度阐述提高其热效率的各种可行方案。 3、 低碳经济要求火力发电企业节能减排，请你根据热力学第二定律，从能量转换角度，
谈一下这样做的理由以及如何开展节能减排。
4、 试借助压－焓图，分析蒸发过程与冷凝过程之间的温差对蒸汽制冷循环的COP、制
冷量以及压缩功的影响。
5、 请根据热力学理论分析空调系统的能量转换，并阐述大量空调使用可能带来的影
响。
6、 请从能量转换角度，分析地球变暖与工业文明的关系。