热机和制冷机练习卷(附答案)

免费可打印的热机和制冷机练习卷:6 道题,从简单到考试水平,附答案。可打印或另存为 PDF。

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1.简单
房屋室外空气HPQ̇H​ = 9 kWQ̇L​ = ?Ẇ

一台性能系数为 3.6 的热泵向房屋提供 9 kW 的热量。 求它从室外空气中吸取热量的速率 Q̇L。

COPHP = 3.6Q̇H = 9 kW
Q̇L = kW
2.简单
高温热源低温热源EQH​ = 3800 kJQL​ = 2660 kJW = ?

一台热机每个循环从高温热源吸收 3800 kJ 热量,向低温热源放出 2660 kJ。 求每个循环输出的净功 W。

QH = 3800 kJQL = 2660 kJ
W = kJ
3.中等
TH​ = 600 °CTL​ = 25 °CEQH​QL​η = 40%

一台热机从 600 °C 的热源吸热,向 25 °C 的环境放热。其实际热效率为 40%。求其第二定律效率 ηII,即实际效率与卡诺效率之比。

TH = 600 °CTL = 25 °Cη = 40%
ηII = %
4.中等
TH​ = 525 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 900 kJQL​W = ?

一台热机在 525 °C 的高温热源和 20 °C 的低温热源之间工作。 它吸收 900 kJ 热量。求它最多能输出的功 Wmax。

TH = 525 °CTL = 20 °CQH = 900 kJ
Wmax = kJ
5.困难
TH​ = 750 °CT0​ = 20 °CTL​ = 0 °CERWQ̇H​ = 180 kWQ̇L​ = ?

一台卡诺热机从 750 °C 的热源吸收 180 kW 热量,并向 20 °C 的环境放热。它的全部功用于驱动一台卡诺制冷机,该制冷机从 0 °C 的冷冻室排出热量,也向 20 °C 的环境放热。求从冷冻室排出热量的速率 Q̇L。

TH = 750 °CT0 = 20 °CTL = 0 °CQ̇H = 180 kW
Q̇L = kW
6.困难
TH​ = 21 °CTL​ = 0 °CHPQ̇H​ = 13 kWQ̇L​Ẇ

一台热泵在室外 0 °C 时将房屋保持在 21 °C,向房屋提供 13 kW 热量。 求可能的最高性能系数 COPmax。

TH = 21 °CTL = 0 °CQ̇H = 13 kW
COPmax =

答案

  1. 1. Q̇L = 6.5 kW
  2. 2. W = 1140 kJ
  3. 3. ηII = 60.74 %
  4. 4. Wmax = 569.4 kJ
  5. 5. Q̇L = 1754 kW
  6. 6. COPmax = 14.01

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