2025年大學(xué)能源與動(dòng)力工程（熱力循環(huán)原理）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.以下關(guān)于熱力循環(huán)的說法，正確的是（）A.熱力循環(huán)是工質(zhì)從某一狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化后又回到初始狀態(tài)的封閉過程B.熱力循環(huán)的凈功等于循環(huán)中吸熱量減去放熱量C.正向循環(huán)是消耗功來實(shí)現(xiàn)熱量從低溫物體向高溫物體傳遞的循環(huán)D.逆向循環(huán)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能的循環(huán)2.在理想氣體的定壓加熱過程中，氣體的內(nèi)能增加量（）A.等于吸收的熱量B.大于吸收的熱量C.小于吸收的熱量D.與吸收的熱量無關(guān)3.卡諾循環(huán)的效率只與（）有關(guān)A.高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟菳.工質(zhì)的性質(zhì)C.循環(huán)的吸熱量D.循環(huán)的放熱量4.朗肯循環(huán)中，蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹作功是（）A.等溫過程B.等壓過程C.等容過程D.絕熱過程5.提高朗肯循環(huán)熱效率的有效方法是（）A.提高蒸汽初溫B.提高蒸汽初壓C.降低乏汽壓力D.以上都是6.回?zé)嵫h(huán)的主要目的是（）A.提高循環(huán)的熱效率B.降低汽輪機(jī)排汽濕度C.減少工質(zhì)的流量D.提高汽輪機(jī)的功率第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每題4分，共20分）答題要求：請(qǐng)?jiān)诿款}的橫線上填上正確答案。1.熱力循環(huán)按其作用可分為______和______。2.理想氣體的內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)，其表達(dá)式為______。3.卡諾循環(huán)由兩個(gè)______過程和兩個(gè)______過程組成。4.朗肯循環(huán)的基本設(shè)備包括______、______、______和______。5.回?zé)峒訜崞靼雌畵Q熱方式可分為______和______。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）答題要求：簡(jiǎn)要回答問題，答案應(yīng)簡(jiǎn)潔明了，要點(diǎn)突出。1.簡(jiǎn)述熱力循環(huán)的意義。2.說明卡諾定理的內(nèi)容。3.分析提高朗肯循環(huán)熱效率的途徑。四、計(jì)算題（共10分）答題要求：寫出詳細(xì)的計(jì)算過程和答案。已知某朗肯循環(huán)，蒸汽初壓為3MPa，初溫為400℃，乏汽壓力為0.004MPa。試求：1.循環(huán)的熱效率；2.汽輪機(jī)出口蒸汽的干度。五、論述題（共10分）答題要求：結(jié)合所學(xué)知識(shí)，對(duì)給定的問題進(jìn)行深入分析和闡述，觀點(diǎn)明確，論據(jù)充分。材料：隨著能源問題的日益突出，提高能源利用效率成為了研究的重點(diǎn)。熱力循環(huán)原理在能源動(dòng)力領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。論述：如何通過優(yōu)化熱力循環(huán)來提高能源利用效率。答案：一、選擇題1.A2.C3.A4.D5.D6.A二、填空題1.動(dòng)力循環(huán)；制冷循環(huán)2.U=mcV(T-T0)（其中m為質(zhì)量，cV為定容比熱容，T為溫度，T0為初始溫度）3.等溫；絕熱4.鍋爐；汽輪機(jī)；凝汽器；給水泵5.表面式；混合式三、簡(jiǎn)答題1.熱力循環(huán)的意義在于實(shí)現(xiàn)熱能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換，將熱能持續(xù)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對(duì)外做功，滿足生產(chǎn)生活中的動(dòng)力需求，同時(shí)提高能源的利用效率，減少能源浪費(fèi)。2.卡諾定理內(nèi)容為：在相同的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g工作的一切可逆循環(huán)，其熱效率都相等，與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)；在相同的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g工作的一切不可逆循環(huán)，其熱效率都小于可逆循環(huán)的熱效率。3.提高朗肯循環(huán)熱效率的途徑有：提高蒸汽初溫，可使循環(huán)吸熱量增加幅度小于焓降增加幅度，提高熱效率；提高蒸汽初壓，能增大循環(huán)平均吸熱溫度，提高熱效率；降低乏汽壓力，可增大循環(huán)平均放熱溫度與平均吸熱溫度之差，提高熱效率。四、計(jì)算題1.首先根據(jù)蒸汽初壓和初溫查蒸汽表得h1=3231.7kJ/kg，s1=6.9234kJ/(kg·K)。乏汽壓力下，s2=s1，查飽和蒸汽表得h2'=121.4kJ/kg，h2''=2554.4kJ/kg，s2'=0.4224kJ/(kg·K)，s2''=8.0514kJ/(kg·K)。通過(s2-s2')/(s2''-s2')計(jì)算得干度x2，進(jìn)而得h2=h2'+x2(h2''-h2')。q1=h1-hf（hf為給水焓，此處近似取h2'），q2=h2-hf，熱效率η=1-q2/q1。計(jì)算可得熱效率。2.按照上述計(jì)算過程中求干度x2的方法，通過(s2-s2')/(s2''-s2')計(jì)算汽輪機(jī)出口蒸汽的干度。五、論述題優(yōu)化熱力循環(huán)提高能源利用效率可從多方面入手。一方面，提高蒸汽初參數(shù)，如提高蒸汽初溫、初壓，能提升循環(huán)平均吸熱溫度，使循環(huán)更接近卡諾循環(huán)，從而提高熱效率。另一方面，降低乏汽壓力，減小循環(huán)平均放熱溫度，增大吸放熱溫差，提