2025年能源動力考研真題沖刺押題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共10分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.下列關(guān)于熱力學(xué)第二定律的表述中，正確的是（）。A.熱量可以從低溫物體傳到高溫物體B.不可能從單一熱源吸熱并全部轉(zhuǎn)化為功而不產(chǎn)生其他影響C.孤立系統(tǒng)的熵總是增加的D.可逆循環(huán)的熱效率總低于不可逆循環(huán)的熱效率2.在穩(wěn)定流動過程中，對于不可壓縮流體，伯努利方程表達了（）之間的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系。A.動能和勢能B.內(nèi)能和焓C.熱量和功D.機械能和內(nèi)能3.某氣體進行可逆絕熱膨脹過程，其熵（）。A.增加B.減少C.不變D.無法確定4.在相同的溫差下，提高熱力循環(huán)的效率，最有效的方法是（）。A.減小循環(huán)中工質(zhì)的最大壓力B.增加循環(huán)中工質(zhì)的平均吸熱溫度C.減小循環(huán)中工質(zhì)的平均放熱溫度D.采用多級壓縮或再熱5.下列哪種換熱器屬于間壁式換熱器？（）A.蒸汽輪機B.噴管C.列管式換熱器D.風(fēng)機二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）6.工質(zhì)經(jīng)歷一個狀態(tài)變化過程，其內(nèi)能變化量僅取決于初態(tài)和終態(tài)，而與過程__________有關(guān)。7.理想氣體定壓過程的熱力學(xué)基本方程為__________。8.流體流動中，局部速度最大的點稱為__________，該點的流速等于該截面平均流速的兩倍。9.輻射換熱的基本定律是斯特藩-玻爾茲曼定律和__________定律。10.評價一臺制冷設(shè)備性能的主要指標(biāo)是制冷系數(shù)（COP）和__________。三、計算題（共50分）11.（10分）某剛性絕熱容器內(nèi)裝有質(zhì)量為2kg、比熱容為1.5kJ/(kg·K)的空氣，初溫為300K。現(xiàn)從外界向容器內(nèi)緩慢加入50kJ的熱量，假設(shè)空氣可視為理想氣體，試求空氣的終溫。（請寫出所用的公式和計算過程）12.（12分）水在直徑為0.1m的圓形管道中做層流流動，管長為10m，入口處流速為0.2m/s，水的運動粘度ν=1×10??m2/s，密度ρ=1000kg/m3。假設(shè)流動是充分發(fā)展的層流，試求：（1）管道出口處的流速；（2）沿管道長度方向上的壓強降落；（請寫出所用的公式和計算過程）13.（14分）某朗肯循環(huán)的蒸汽初參數(shù)為：壓力p?=3MPa，溫度t?=450℃。乏汽壓力p?=0.005MPa（干飽和蒸汽）。試求該循環(huán)的熱效率、循環(huán)凈功以及每千克蒸汽的吸熱量。（蒸汽表數(shù)據(jù)需自行查找或假設(shè)，請寫出所用的公式和主要計算步驟）14.（14分）有一套管式換熱器，內(nèi)管為φ25×2.5mm，外管為φ38×3mm，傳熱長度為2m。內(nèi)管通以熱水，外管通以冷水。已知熱水進、出口溫度分別為150℃和80℃，冷水進、出口溫度分別為20℃和60℃。假設(shè)總傳熱系數(shù)為1500W/(m2·K)，試求：（1）該換熱器的對數(shù)平均溫差（LMTD）；（2）換熱器的傳熱面積。（請寫出所用的公式和計算過程）四、分析題（共20分）15.簡述提高火電廠循環(huán)效率的主要技術(shù)途徑，并分析其中涉及的熱力學(xué)原理。（請結(jié)合實際工程應(yīng)用進行論述）試卷答案一、選擇題1.B2.A3.C4.C5.C二、填空題6.過程7.ΔU=mc_v(T?-T?)8.節(jié)流9.克勞修斯10.能效比（或EER）三、計算題11.解：根據(jù)熱力學(xué)第一定律，對于絕熱剛性系統(tǒng)，Q=ΔU。ΔU=m*c_v*(T?-T?)。50kJ=2kg*1.5kJ/(kg·K)*(T?-300K)T?-300K=50/(2*1.5)=16.67KT?=316.67K終溫為316.67K。12.解：（1）層流流動，入口和出口流速相等，故管道出口處的流速為0.2m/s。（2）沿程壓降Δp=λ*(L/D)*(ρ*v2/2)。層流摩擦系數(shù)λ=64/Re。雷諾數(shù)Re=D*v/ν=0.1m*0.2m/s/(1×10??m2/s)=20000。λ=64/20000=0.0032。Δp=0.0032*(10m/0.1m)*(1000kg/m3*(0.2m/s)2/2)=0.0032*100*20N/m2=64N/m2=64Pa。沿管道長度方向上的壓強降落為64Pa。13.解：（假設(shè)蒸汽表數(shù)據(jù)：h?=3320kJ/kg,s?=6.9kJ/(kg·K);h?s=2220kJ/kg,s?s=s?=6.9kJ/(kg·K);h?=2250kJ/kg,s?=7.0kJ/(kg·K)）（1）求終態(tài)參數(shù)：s?=s?=6.9kJ/(kg·K)≈7.0kJ/(kg·K)。查表得h?≈2250kJ/kg。循環(huán)凈功W_net=(h?-h?)-(h?-h?s)=(h?-h?)-T?(s?-s?s)=(h?-h?)-T?(s?-s?)=h?-h?。W_net=3320-2250=1070kJ/kg。吸熱量Q_in=h?-h?=3320-2250=1070kJ/kg。熱效率η=W_net/Q_in=1070/1070=1=100%。（注意：此結(jié)果基于假設(shè)數(shù)據(jù)，實際數(shù)值不同）（2）吸熱量為1070kJ/kg。14.解：（1）冷熱流體進、出口溫度分別為T_h1=150°C,T_h2=80°C,T_c1=20°C,T_c2=60°C。ΔT?=T_h1-T_c1=150-20=130°CΔT?=T_h2-T_c2=80-60=20°CLMTD=(ΔT?-ΔT?)/(ln(ΔT?/ΔT?))=(130-20)/(ln(130/20))=110/(ln(6.5))≈110/1.871≈58.7°C對數(shù)平均溫差為58.7°C。（2）傳熱面積A=Q/(K*ΔT_m)=W_net/(K*ΔT_m)。凈功W_net=m_dot*(h_h1-h_h2)=m_dot*c_p,h*(T_h1-T_h2)。Q=K*A*ΔT_m。故A=Q/(K*ΔT_m)=m_dot*c_p,h*(T_h1-T_h2)/(K*ΔT_m)。也可用Q=m_dot*c_p,c*(T_c2-T_c1)。結(jié)合W_net=Q-Q'=m_dot*c_p,h*(T_h1-T_h2)-m_dot*c_p,c*(T_c2-T_c1)。A=W_net/(K*ΔT_m)=[m_dot*c_p,h*(T_h1-T_h2)-m_dot*c_p,c*(T_c2-T_c1)]/(K*ΔT_m)。（此處缺少m_dot,c_p,h,c_p,c的值，無法完成具體計算，但提供了推導(dǎo)公式和思路）傳熱面積A=[m_dot*c_p,h*(T_h1-T_h2)-m_dot*c_p,c*(T_c2-T_c1)]/(K*ΔT_m)。四、分析題15.提高火電廠循環(huán)效率的主要技術(shù)途徑包括：（1）提高蒸汽初參數(shù)：即提高新蒸汽的壓力和溫度。這可以直接提高朗肯循環(huán)的熱效率，根據(jù)卡諾定理，提高熱源溫度可以提高循環(huán)上限，從而提高效率。工程上通過采用更高參數(shù)的鍋爐和蒸汽輪機來實現(xiàn)。（2）降低蒸汽終參數(shù)：即降低乏汽的壓力。降低排汽背壓可以使循環(huán)在更低的冷源溫度下運行，同樣根據(jù)卡諾定理，降低冷源溫度可以提高循環(huán)效率。工程上通過采用背壓式汽輪機或抽汽背壓式汽輪機，以及將乏汽用于供熱（熱電聯(lián)產(chǎn)）等方式來實現(xiàn)。（3）采用再熱循環(huán)：在高壓蒸汽做功一部分后，引入鍋爐進行再次加熱，提高其溫度，然后再進入汽輪機繼續(xù)做功。再熱循環(huán)可以提高平均吸熱溫度，從而