2025年大學(xué)（能源與動(dòng)力工程）熱力系統(tǒng)分析實(shí)務(wù)測(cè)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。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)填在括號(hào)內(nèi)。1.以下關(guān)于熱力系統(tǒng)的說(shuō)法，正確的是（）A.閉口系統(tǒng)與外界沒(méi)有物質(zhì)交換，只有能量交換B.開口系統(tǒng)與外界既有物質(zhì)交換，又有能量交換C.絕熱系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱量交換D.以上說(shuō)法都正確答案：D2.對(duì)于穩(wěn)定流動(dòng)的熱力系統(tǒng)，以下哪個(gè)參數(shù)不隨時(shí)間變化（）A.壓力B.溫度C.流速D.各截面的質(zhì)量流量答案：D3.工質(zhì)經(jīng)歷一個(gè)不可逆循環(huán)后，其熵變（）A.大于零B.小于零C.等于零D.不確定答案：C4.理想氣體的內(nèi)能取決于（）A.溫度B.壓力C.比容D.三者都有關(guān)答案：A5.卡諾循環(huán)的熱效率只與（）有關(guān)A.高溫?zé)嵩礈囟菳.低溫?zé)嵩礈囟菴.高溫?zé)嵩礈囟群偷蜏責(zé)嵩礈囟菵.循環(huán)的吸熱量答案：C6.以下哪種設(shè)備不屬于熱力系統(tǒng)中的換熱器（）A.鍋爐B.汽輪機(jī)C.冷凝器D.省煤器答案：B第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共20分）答題要求：本大題共5空，每空4分。請(qǐng)將答案填寫在題中的橫線上。1.熱力系統(tǒng)是指在熱力學(xué)分析中，人為選取的____________________的總和稱為熱力系統(tǒng)。答案：一定范圍內(nèi)的物質(zhì)2.穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的表達(dá)式為____________________。答案：q=Δh+w+δq損3.熵增原理表明，一切實(shí)際過(guò)程都是朝著____________________的方向進(jìn)行的。答案：熵增大4.水蒸氣的形成過(guò)程包括____________________、____________________和____________________三個(gè)階段。答案：水的預(yù)熱、汽化、過(guò)熱5.朗肯循環(huán)由____________________、____________________、____________________和____________________四個(gè)過(guò)程組成。答案：定壓加熱、絕熱膨脹、定壓放熱、絕熱壓縮三、簡(jiǎn)答題（共15分）答題要求：簡(jiǎn)要回答問(wèn)題，答案應(yīng)簡(jiǎn)潔明了，邏輯清晰。1.簡(jiǎn)述熱力系統(tǒng)的分類方式以及常見(jiàn)類型？答案：熱力系統(tǒng)可按與外界的物質(zhì)和能量交換情況分類。閉口系統(tǒng)與外界無(wú)物質(zhì)交換只有能量交換；開口系統(tǒng)與外界既有物質(zhì)交換又有能量交換；絕熱系統(tǒng)與外界無(wú)熱量交換；孤立系統(tǒng)與外界既無(wú)物質(zhì)交換也無(wú)能量交換。常見(jiàn)類型有閉口系統(tǒng)、開口系統(tǒng)、絕熱系統(tǒng)等。2.說(shuō)明穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用條件及意義？答案：應(yīng)用條件：穩(wěn)定流動(dòng)，即各截面參數(shù)不隨時(shí)間變化。意義：它反映了工質(zhì)在穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)換和守恒關(guān)系，可用于分析熱機(jī)、換熱器等設(shè)備中工質(zhì)的能量變化，計(jì)算功、熱量等參數(shù)，對(duì)熱力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行分析有重要作用。四、分析題（共15分）答題要求：根據(jù)所給材料，進(jìn)行深入分析，回答問(wèn)題。材料：某簡(jiǎn)單蒸汽動(dòng)力循環(huán)，工質(zhì)在鍋爐中定壓加熱成為過(guò)熱蒸汽，然后進(jìn)入汽輪機(jī)絕熱膨脹做功，排出的乏汽在冷凝器中定壓放熱凝結(jié)成水，最后經(jīng)給水泵絕熱壓縮送回鍋爐。已知鍋爐出口蒸汽壓力為p1，溫度為T1，汽輪機(jī)出口壓力為p2，冷凝器出口水溫為T3。1.分析該循環(huán)中各設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程？答案：鍋爐中燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能，蒸汽吸收熱量增加內(nèi)能和焓值。汽輪機(jī)中蒸汽內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對(duì)外做功，蒸汽焓值降低。冷凝器中蒸汽放出熱量凝結(jié)成水，內(nèi)能減少。給水泵消耗機(jī)械能將水的壓力升高，水的焓值增加。2.若要提高該循環(huán)的熱效率，可采取哪些措施？答案：提高蒸汽初參數(shù)，如提高鍋爐出口蒸汽壓力和溫度，可增加循環(huán)吸熱量中的可用能部分，提高熱效率；降低蒸汽終參數(shù)，如降低汽輪機(jī)出口壓力，可使蒸汽膨脹更充分，增加做功量，提高熱效率；采用回?zé)嵫h(huán)、再熱循環(huán)等改進(jìn)循環(huán)方式，也可提高熱效率。五、計(jì)算題（共20分）答題要求：寫出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程和答案。已知某理想氣體在定容過(guò)程中，初態(tài)壓力p1=0.5MPa，溫度T1=300K，吸收熱量q=500kJ/kg，比熱容cv=0.7kJ/(kg·K)。求終態(tài)溫度T2和壓力p2。答案：1.首先根據(jù)定容過(guò)程熱量計(jì)算公式q=cv(T?-T?)可得500=0.7(T?-300)500=0.7T?-2100.7T?=500+2100.7T?=710T?=710÷0.7=1014.29K2.然后根據(jù)理想氣體