1、 | HYPERLINK / 百度首頁(yè) HYPERLINK /v2/?login 登錄 HYPERLINK /cashier/browse/vipcashier?dqStatCode=topnav_joinvip&cashier_code=topnav_joinvip VIP意見(jiàn)反饋 HYPERLINK /apps?fr=1011 下載客戶端4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù) HYPERLINK /?fr=nav 首頁(yè) HYPERLINK javascript:void(0); 分類(lèi) HYPERLINK javascript:void(0); 精品內(nèi)容 HYPERL

2、INK /wenkuverify?from=1 申請(qǐng)認(rèn)證 HYPERLINK javascript:void(0); 機(jī)構(gòu)合作 HYPERLINK javascript:void(0); 頻道專(zhuān)區(qū) HYPERLINK /xtopic/wkback 百度智慧課堂 HYPERLINK /user/browse/vip/ 百度教育VIP HYPERLINK /list/628 2-2. HYPERLINK /list/628 已知 HYPERLINK /list/642 N HYPERLINK /list/642 2 HYPERLINK /list/642 HYPERLINK /list/642 的

3、 HYPERLINK /list/642 M HYPERLINK /list/642 HYPERLINK /list/642 28，求（1）N2 的氣體常數(shù)；（2）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 N2 的比容和密度；（3）p = 0 1MPa， HYPERLINK /?fr=crumbs 百度文庫(kù) HYPERLINK /?fr=crumbs HYPERLINK /edu/index 教育專(zhuān)區(qū) HYPERLINK /edu/index HYPERLINK /list/628 成人教育 HYPERLINK /list/628 HYPERLINK /list/642 遠(yuǎn)程、網(wǎng)絡(luò)教育t = 500Mv。時(shí)的摩爾容積解：（

4、1）N 的氣體常數(shù)2R08314296.9 J /(kg K)=R =M28（2）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 N 的比容和密度2RT 296.9 273v =m / kg0.83p1013251=1.25 kg / m3vp = 0.1MPa t = 500 時(shí)的摩爾容積Mv（3），R T064.27 m / kmol3Mvpp = 30g1p = 0.3Mpa，溫度g22-3把CO 壓送到容積3m3 的儲(chǔ)氣罐里，起始表壓力kPa，終了表壓力2由t145增加到t270。試求被壓入的 CO 的質(zhì)量。當(dāng)?shù)卮髿鈮?B101.325kPa。2解：熱力系：儲(chǔ)氣罐。應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程。壓送前儲(chǔ)氣罐中 CO 的質(zhì)量2p1

5、v1m1 =RT1壓送后儲(chǔ)氣罐中 CO2 的質(zhì)量p2v2m2 =RT 2根據(jù)題意容積體積不變；R188.9p1 = p + B（1）g1p2 = p + B（2）g2T1 = t1+ 273（3）T 2 = t2 + 273（4）壓入的CO 的質(zhì)量2m = m1- m2 = v ( p2 - p1)（5）R T 2 T11/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html1/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)將（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得m=12.02kg2-5 當(dāng)外界為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，一鼓風(fēng)機(jī)每

6、小時(shí)可送 300m3 的空氣，如外界的溫度增高到 27，大氣壓降低到99.3kPa，而鼓風(fēng)機(jī)每小時(shí)的送風(fēng)量仍為 300m3，問(wèn)鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)量的質(zhì)量改變多少？解：同上題v p2p1) =300 99.3 101.325m = m1- m2 =(-(-)100041.97kgR T 2 T1287 300273332-6空氣壓縮機(jī)每分鐘自外界吸入溫度為 15、壓力為 0.1MPa 的空氣3m，充入容積 8.5m 的儲(chǔ)氣罐內(nèi)。設(shè)開(kāi)始時(shí)罐內(nèi)的溫度和壓力與外界相同，問(wèn)在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)空氣壓縮機(jī)才能將氣罐的表壓力提高到 0.7MPa？設(shè)充氣過(guò)程中氣罐內(nèi)溫度不變。解：熱力系：儲(chǔ)氣罐。使用理想氣體狀態(tài)方程。第一種解

7、法：首先求終態(tài)時(shí)需要充入的空氣質(zhì)量p2v2 71058.5m2 =kgRT2287 288壓縮機(jī)每分鐘充入空氣量pv 110 35m =kgRT 287 288所需時(shí)間m2t =19.83minm第二種解法將空氣充入儲(chǔ)氣罐中，實(shí)際上就是等溫情況下把初壓為 0.1MPa 一定量的空氣壓縮為0.7MPa 的空氣；或者說(shuō)0.7MPa、8.5m3 的空氣在0.1MPa 下占體積為多少的問(wèn)題。根據(jù)等溫狀態(tài)方程pv = const0.7MPa、8.5m3 的空氣在0.1MPa 下占體積為p2V 2 0.7 8.5V1 = 59.5 m3P10.1壓縮機(jī)每分鐘可以壓縮 0.1MPa 的空氣3m3 ，則要壓縮

8、59.5m3 的空氣需要的時(shí)間59.5=19.83min328在一直徑為400mm 的活塞上置有質(zhì)量為 3000kg 的物體，氣缸中空氣的溫度為 18，質(zhì)量為 2.12kg。加熱后其容積增大為原來(lái)的兩倍。大氣壓力 B101kPa，問(wèn)：（1）氣缸中空氣的終溫是多少？（2）終態(tài)的比容是多少？（3）初態(tài)和終態(tài)的密度各是多少？解：熱力系：氣缸和活塞構(gòu)成的區(qū)間。使用理想氣體狀態(tài)方程。2/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html2/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)（1）空氣終態(tài)溫度V 2T 2 =T1 =582

9、KV1（2）空氣的初容積p=30009.8/( r2)+101000=335.7kPamRT1V1 =30.527mp空氣的終態(tài)比容v2 = V 2 = 2V130.5m/kgmm或者RT2v2 =30.5m/kgp（3）初態(tài)密度1 = m = 2.12 4kg/m3V1 0.52712 =32kg/mv22-9解：（1）氮?dú)赓|(zhì)量pv 1 3.7 10RT6 0.057.69kgm =296.8300（2）熔化溫度pv 16.510 0.056T =361Km R7.69 296.8go =2 3.2% ，gN 2= 76.8%。試求214 如果忽略空氣中的稀有氣體，則可以認(rèn)為其質(zhì)量成分為2空

10、氣的折合分子量、氣體常數(shù)、容積成分及在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的比容和密度。解：折合分子量11M =28.86gi0.232 0.768+ M3228i氣體常數(shù)R08314 288 J /(kg K)=R =M28.86容積成分3/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html3/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)r = g M / Mo20.92oo22r =120.979.1N2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的比容和密度M28.8622.4=31.288kg/m22.41v =30.776m/kgr= 9 7% r= 0.6% r= 0

11、.1 8% rC4H10= 0.18%，2-15已知天然氣的容積成分，CH 4C HC H2638rCO 2 = 0.2% r =1.8 3%，。試求：天然氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度；各組成氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的分壓力。N 2（1）（2）解：（1）密度M = r M = (9716+ 0.630+ 0.1844+0.1858+ 0.244+1.8328) /100ii16.48M16.48= 0.736kg / m3=022.4 22.4（2）各組成氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下分壓力p = r p因?yàn)椋篿ipCH 4 = 97% *101.325=98.285kPa同理其他成分分壓力分別為：（略）31安靜狀態(tài)下的人

12、對(duì)環(huán)境的散熱量大約為 400KJ/h，假設(shè)能容納2000 人的大禮堂的通風(fēng)系統(tǒng)壞了：（1）在通風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障后的最初 20min 內(nèi)禮堂中的空氣內(nèi)能增加多少？（2）把禮堂空氣和所有的人考慮為一個(gè)系統(tǒng)，假設(shè)對(duì)外界沒(méi)有傳熱，系統(tǒng)內(nèi)能變化多少？如何解釋空氣溫度的升高。解：（1）熱力系：禮堂中的空氣。閉口系統(tǒng)根據(jù)閉口系統(tǒng)能量方程Q = DU +W因?yàn)闆](méi)有作功故 W=0；熱量來(lái)源于人體散熱；內(nèi)能的增加等于人體散熱。Q = 2000 40020/6052.6710 kJ（1）熱力系：禮堂中的空氣和人。4/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html4

13、/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)閉口系統(tǒng)根據(jù)閉口系統(tǒng)能量方程Q = DU +W因?yàn)闆](méi)有作功故 W=0；對(duì)整個(gè)禮堂的空氣和人來(lái)說(shuō)沒(méi)有外來(lái)熱量，所以?xún)?nèi)能的增加為 0?？諝鉁囟鹊纳呤侨梭w的散熱量由空氣吸收，導(dǎo)致的空氣內(nèi)能增加。35，有一閉口系統(tǒng)，從狀態(tài) 1 經(jīng)a 變化到狀態(tài)2，如圖，又從狀態(tài) 2 經(jīng)b 回到狀態(tài)1；再?gòu)臓顟B(tài)1 經(jīng)過(guò)c變化到狀態(tài)2。在這個(gè)過(guò)程中，熱量和功的某些值已知，如表，試確定未知量。過(guò)程1-a-22-b-1-7-421-c-2x2解：閉口系統(tǒng)。使用閉口系統(tǒng)能量方程(1)對(duì)1-a-2 和2-b-1 組成一個(gè)閉口循環(huán)，有 Q = W即10（7）x

14、1+（4）x1=7kJ(2)對(duì)1-c-2 和2-b-1 也組成一個(gè)閉口循環(huán)x2（7）2+（4）x2=5kJ(3)對(duì)過(guò)程2-b-1，根據(jù)Q = DU +WDU = Q -W = -7 - (-4) = 3kJ3-6一閉口系統(tǒng)經(jīng)歷了一個(gè)由四個(gè)過(guò)程組成的循環(huán)，試填充表中所缺數(shù)據(jù)。過(guò)程Q（kJ）W（kJ）E（kJ）5/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html5/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)121100001100231000-100-950-5034-95004550解：同上題3-7 解：熱力系：1.5

15、kg 質(zhì)量氣體p = av+ b閉口系統(tǒng)，狀態(tài)方程：DU =1.5(1.5p2v2 -8 5) - (1.5p1v1-85)90kJ由狀態(tài)方程得1000a*0.2+b200=a*1.2+b解上兩式得：a=-800b=1160則功量為21W =1.5 pdv=1.5 (-800)v2-1160v10.22 900kJ21過(guò)程中傳熱量Q = DU +W990kJ38容積由隔板分成兩部分，左邊盛有壓力為 600kPa，溫度為 27的空氣，右邊為真空，容積為左邊 5倍。將隔板抽出后，空氣迅速膨脹充滿整個(gè)容器。試求容器內(nèi)最終壓力和溫度。設(shè)膨脹是在絕熱下進(jìn)行的。解：熱力系：左邊的空氣系統(tǒng)：整個(gè)容器為閉口系

16、統(tǒng)過(guò)程特征：絕熱，自由膨脹根據(jù)閉口系統(tǒng)能量方程Q = DU +W絕熱Q = 0自由膨脹 W0因此 U=0對(duì)空氣可以看作理想氣體，其內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)，得mc (T2 -T1) = 0 T2 = T1 = 300Kv根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程RT 2 p1V11p2 = V 2 = V 2 = 6 p1100kPa6/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html6/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)3-9 一個(gè)儲(chǔ)氣罐從壓縮空氣總管充氣，總管內(nèi)壓縮空氣參數(shù)恒定，為 500 kPa，25。充氣開(kāi)始時(shí)，罐內(nèi)空氣參數(shù)為

17、 100 kPa，25。求充氣終了時(shí)罐內(nèi)空氣的溫度。設(shè)充氣過(guò)程是在絕熱條件下進(jìn)行的。解：開(kāi)口系統(tǒng)特征：絕熱充氣過(guò)程工質(zhì)：空氣（理想氣體）根據(jù)開(kāi)口系統(tǒng)能量方程，忽略動(dòng)能和未能，同時(shí)沒(méi)有軸功，沒(méi)有熱量傳遞。0 = m2h2 - m0h0 + dE沒(méi)有流出工質(zhì) m2=0dE=dU=(mu) -(mu)cv2cv1終態(tài)工質(zhì)為流入的工質(zhì)和原有工質(zhì)和 m0= mcv2-mcv1mcv2 u - m u =m0h0(1)cv2cv1 cv1h0=c T0pu =c T2cv2vu =c T1cv1vp1Vmcv1=RT1mcv2= p2VRT 2代入上式(1)整理得kT1T 2T1+ (kT0 -T1)T

18、2 =398.3Kp1p2供暖用風(fēng)機(jī)連同加熱器，把溫度為t1 = 0 的冷空氣加熱到溫度為t2 = 250 ，然后送入建310筑物的風(fēng)道內(nèi)，送風(fēng)量為 0.56kg/s，風(fēng)機(jī)軸上的輸入功率為 1kW，設(shè)整個(gè)裝置與外界絕熱。試計(jì)算：（1）風(fēng)機(jī)出口處空氣溫度；（2）空氣在加熱器中的吸熱量；（3）若加熱器中有阻力，空氣通過(guò)它時(shí)產(chǎn)生不可逆的摩擦擾動(dòng)并帶來(lái)壓力降，以上計(jì)算結(jié)果是否正確？解：開(kāi)口穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流系統(tǒng)Q1000（1）風(fēng)機(jī)入口為 0則出口為m&CpDT = Q DT =1.78m&Cp 0.561.0 0 6103t2 = t1+ Dt = 1.78 空氣在加熱器中的吸熱量Q = m&CpDT = 0.

19、561.0 0 6(250-1.7 8) 138.84kW(3) 若 加 熱 有 阻 力 ， 結(jié) 果1 仍 正 確 ； 但 在 加 熱 器 中 的 吸 熱 量 減 少 。 加 熱 器 中Q = h2 - h1 = u2 + P2v2 - (u1+ P1v1) ，p2 減小故吸熱減小。311一只0.06m3 的罐，與溫度為 27、壓力為 7MPa 的壓縮空氣干管相連接，當(dāng)閥門(mén)打開(kāi)，空氣流進(jìn)罐內(nèi)，壓力達(dá)到 5MPa 時(shí)，把閥門(mén)關(guān)閉。這一過(guò)程進(jìn)行很迅速，可認(rèn)為絕熱。儲(chǔ)罐的閥門(mén)關(guān)閉后放置較長(zhǎng)時(shí)間，最后罐內(nèi)溫度回復(fù)到室溫。問(wèn)儲(chǔ)罐內(nèi)最后壓力是多少？解：熱力系：充入罐內(nèi)的氣體7/view/d8bd7feda

20、36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html7/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)由于對(duì)真空罐充氣時(shí)，是焓變內(nèi)能的過(guò)程mh = mucpT = T0 = kT0 =1.4300= 420Kcv罐內(nèi)溫度回復(fù)到室溫過(guò)程是定容過(guò)程T 2300420p2 =P1 =5 3.57MPaT312壓力為1MPa 和溫度為200的空氣在一主管道中穩(wěn)定流動(dòng)。現(xiàn)以一絕熱容器用帶閥門(mén)的管道與它相連，慢慢開(kāi)啟閥門(mén)使空氣從主管道流入容器。設(shè)（1）容器開(kāi)始時(shí)是真空的；（2）容器裝有一個(gè)用彈簧控制的活塞，活塞的位移與施加在活塞上的壓力成正比，而活塞上面的空間是真

21、空，假定彈簧的最初長(zhǎng)度是自由長(zhǎng)度；（3）容器裝在一個(gè)活塞，其上有重物，需要 1MPa 的壓力舉起它。求每種情況下容器內(nèi)空氣的最終溫度？解:（1）同上題T = kT 0 = 1.4 473 =662K=389（2）h = u + wh=c T0pL=kp111w = pAdL = pAkdp = kpAp = pV = RT222cpT0 =T=552K=279c + 0.5Rv同（2）只是W 不同w = pdV = pV = RTcpT0 = T0 =T=473K200c + Rv313解：W = -Dhh = c DT對(duì)理想氣體pu = c DTv314解：（1）理想氣體狀態(tài)方程T1p2T

22、2 = 2* 293586Kp1（2）吸熱：p1V RQ = mc DT =DT2500kJvRT1 k -18/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html8/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)3-15解：煙氣放熱等于空氣吸熱1m3 空氣吸取1.09m3 的煙氣的熱Q =1.09245267kJQ267Dt =205vc 1.2 9 311.01t2=10+205=2153-16 解：m1h1+ m2h2 = (m1+ m2)h3h = c Tp代入得：m1cT1+ m2cT2 120*773210 4

23、73T = (m1+ m2)c=330582K309317解：等容過(guò)程cpk = 1.4c - RpRT 2 - RT1 p2v - p1vQ = m c DT = m=37.5kJvk -1k -13-18解：定壓過(guò)程p1V 2068.410 0.033=T1=216.2Km R1 287T2=432.4K內(nèi)能變化：DU = mc Dt =1(1.0 1- 0.287) 216.2 156.3kJv焓變化：DH = kDU = 1.4156 .3 =218.8kJV 2 = 2V1 = 0.0 6m3功量交換：W = pdV =p(V 2 -V1) = 2068 .4 0.03 62.05k

24、J9/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html9/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)Q = DU +W =156.3+ 62.05=218.35kJ熱量交換：7-1 當(dāng)水的溫度 t=80，壓力分別為 0.01、0.05、0.1、0.5 及 1MPa 時(shí)，各處于什么狀態(tài)并求出該狀態(tài)下的焓值。解：查表知道 t=80時(shí)飽和壓力為 0.047359MPa。因此在 0.01、0.05、0.1、0.5 及 1MPa 時(shí)狀態(tài)分別為過(guò)熱、未飽和、未飽和，未飽和、未飽和。焓值分別為 2649.3kJ/kg，334.9k

25、J/kg，335kJ/kg，335.3kJ/kg，335.7kJ/kg。72 已知濕蒸汽的壓力 p=1MPa 干度 x=0.9。試分別用水蒸氣表和 h-s 圖求出 h ，v ，u ，xxxs 。x解：查表得：h2777kJ/kgh=762.6kJ/kg33v0.1943m /kgv0.0011274m /kguhpv=761.47kJ/kgs2.1382kJ/(kg.K)u=hpv=2582.7kJ/kgs=6.5847kJ/(kg.K)hxxh+(1-x)h=2575.6kJ/kg3v xv+(1-x)v=0.1749m /kgxu xu+(1-x)u=2400kJ/kgxs xs+(1-x

26、)s=6.14kJ/(kg.K)x7-3 在 V60L 的容器中裝有濕飽和蒸汽，經(jīng)測(cè)定其溫度 t210，干飽和蒸汽的含量m =0.57kg，試求此濕蒸汽的干度、比容及焓值。v解：t210的飽和汽和飽和水的比容分別為：33v0.10422m /kgh2796.4kJ/kgv0.0011726m /kgh=897.8kJ/kgmv濕飽和蒸汽的質(zhì)量：m =xV= xv+(1- x)vm解之得：x=0.533比容：v xv+(1-x)v=0.0558m/kgx焓：h xh+(1-x)h=1904kJ/kgx374 將2kg 水盛于容積為 0.2m 的抽空了的密閉剛性容器中，然后加熱至200試求容器中（

27、1）壓力；（2）焓；（3）蒸汽的質(zhì)量和體積。解：（1）查200的飽和參數(shù)h2791.4kJ/kgh=852.4kJ/kg33v0.12714m /kgv0.0011565m /kg飽和壓力1.5551MPa。剛性容器中水的比容：0.2v =0.1m/kg0.2MPac采用漸縮噴管。c1=20m/s 較小忽略。因此2-2 截面處是臨界點(diǎn)k-1p2T = T1(2)k=421Kp1RT 2v2 = 0.6m3/kgP2k-12kRT 1p2kc2 = k -1 1- ( p1) = 323m/sv2 mf 2 = 0.00185m3c29-3 漸縮噴管進(jìn)口空氣的壓力 p =2.53MPa，t180

28、，c1=50m/s。噴管背壓 p =1.5MPa。求1b2噴管出口的氣流速度 c2，狀態(tài)參數(shù) v2、t2。如噴管出口截面積 f2=1cm ，求質(zhì)量流量。解: p = p1 = 0.5 2 82.53=1.33pbc所以漸縮噴管進(jìn)口截面壓力 p2p 1.33MPac由定熵過(guò)程方程可得：（按c10 處理）k-1p2T2 = T1() k 294Kp1KRT2 344m/sc2aRT 2v2 =m = 0.0634m3/kgP2f 2c23=0.543m/sv29-5 空氣流經(jīng)噴管作定熵流動(dòng)，已知進(jìn)口截面上空氣參數(shù) p1=0.7MPa，t1947，c1=0m/s。噴管出口處的壓力 p2 分別為0.5

29、MPa及0.12MPa，質(zhì)量流量均為m = 0.5 kg/s。試選擇噴管類(lèi)型，計(jì)算噴管出口截面處的流速及出口截面積。解：（1）p20.5MPa&p = p1 = 0.5 2 80.7=0.37MPapbc選縮放噴管。24/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html24/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html25/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)98 空氣通過(guò)一噴管，進(jìn)口壓

30、力 p1=0.5MPa，t1600K，質(zhì)量流量為m& = 1.5kg/s。如該噴管的出口處壓力為 p =0.1MPa，問(wèn)應(yīng)采用什么型式的噴管？如不考慮進(jìn)口流速影響，求定熵2膨脹過(guò)程中噴管出口氣流流速及出口截面積。如為不可逆絕熱流動(dòng)，噴管效率 0.95，則噴管氣體出口速度及出口截面積各為多少？解：p=p1 = 0.5 2 80.5=0.264MPap2c所以應(yīng)采用縮放噴管。(1)出口流速：k-1p2()k= 0.6314p1k-1T2 = T1( p2) k 378.8Kp1R T2v =2= 1.09m/kg3P2k-1c = 2kRT 11- ( p2)k = 667m/s2k -1p1mv

31、f =2 24.5cm2c2(2) c2 =c2 =650m/sT = T1- (T1-T2) = 390K2R T223v = 1.12m/kgP2m v2f =25.8cm2c29-9 某燃?xì)?p =1MPa，t11000K，流經(jīng)漸縮漸擴(kuò)噴管。已知噴管出口截面上的壓力 p =0.121MPa，進(jìn)口流速c1200m/s，噴管效率 0.95，燃?xì)獾馁|(zhì)量流量m& = 50kg/s，燃?xì)獾谋葻醟1.36，定壓質(zhì)量比熱 c 1kJ/(kg.K)。求噴管的喉部截面積和出口截面積。p解：進(jìn)口流速 c1200m/s2c1=20kJ/kg遠(yuǎn)小于燃?xì)獾倪M(jìn)口焓c T1p1000kJ/kg2忽略。出口流速：26/

32、view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html26/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)k-1(p2)k= 0.5436p1k-1p2T2 = T1() k 543.6Kp1c = 44.72 c (T1-T 2) = 955m/s2pc =c =931m/s22T = T1- (T1-T2) = 566K2k -1R =c 264.7kJ/(kg.K)pkR T223v = 1.5m/kgP2出口截面積m v2f =805cm2c2(2)喉部流速：p = p =0.535MPac1k-1T = T1 k 8

33、47.4Kcc = kRT ) = 552m/sccRTv =cc= 0.4193m/kg3Pc喉部截面積m vcf =380cm2cc9-10 水蒸氣壓力p =0.1MPa，t 120以500m/s 的速度流動(dòng)，求其滯止焓、滯止溫度和滯11止壓力。解：p =0.1MPa，t 120時(shí)水蒸氣焓11h =2716.8kJ/kg，s1=7.4681kJ/(kg.K)1滯止焓2h =h+c /2=2841.8kJ/kg01查表得p =0.19MPa027/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html27/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作

34、業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)t =185.709-11 水蒸氣的初參數(shù) p1=2MPa，t1300，經(jīng)過(guò)縮放噴管流入背壓 pb=0.1MPa的環(huán)境中，2噴管喉部截面積 20cm 。求臨界流速、出口速度、質(zhì)量流量及出口截面積。解：h =3023kJ/kg，s1=6.765kJ/(kg.K)1p =0.5462=1.092MPac3h =2881kJ/kg，v =2.0m/kgcc3h =2454kJ/kg，v =1.53m/kg22c = 44.72 h - h = 532.9m/sc1c44.72 h h =1066.7m/s2-c =21質(zhì)量流量f ccm = min=0.533kg/svc

35、m v2 76.4cm2f =2c29-12 解：h =3231kJ/kg，1節(jié)流后s=7.203kJ/(kg.K)3h =3148kJ/kg，v =0.2335m/kg22pb/p0.546漸縮噴管44.72 h h =407.4m/s2-c =21fc2m = 0.35kg/sv29-13 解：查表得h =2736kJ/kg2由p =2MPa等焓過(guò)程查表得1x10.97t1=212.4t2 - t1130- 212.4= 43.4K/MPajp2 - p1 (0.1- 2)1069-14 解:查表得：h =3222kJ/kg1h =3066kJ/kg244.72 h h =558.6m/s

36、2-c =2128/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html28/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html29/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)功量及循環(huán)凈功；（4）汽輪機(jī)的排汽干度；（5）循環(huán)熱效率。解：（1）當(dāng)t1500，p1 分別為4、9、14MPa 時(shí)初焓值分別為：h1=3445、3386、3323kJ/kg熵為s1=7.09、6.658、6.39kJ/(kg.K

37、)p21kPa(s2=s1)對(duì)應(yīng)的排汽焓 h2：1986、1865、1790kJ/kg3 點(diǎn)的溫度對(duì)應(yīng)于 2 點(diǎn)的飽和溫度 t3=6.98、焓為29.33kJ/kgs3=0.106kJ/(kg.K)3點(diǎn)壓力等于p1，s3=s3，t3=6.9986、7.047、7.072則焓h3分別為：33.33、38.4、43.2kJ/kg循環(huán)加熱量分別為：q1=h1-h3=3411、3347、3279.8kJ/kg（2）凝結(jié)水泵消耗功量： h3-h3進(jìn)出口水的溫差 t3-t3（3）汽輪機(jī)作功量 h1-h2循環(huán)凈功w0 = h1-h2-(h3-h3)（4）汽輪機(jī)的排汽干度s2=s1=7.09、6.658、6.

38、39kJ/(kg.K)p21kPa 對(duì)應(yīng)的排汽干度 0.79、0.74、0.71w0（5）循環(huán)熱效率 =q1焓焓h3 循環(huán)加 凝結(jié)水泵 進(jìn)出口 汽輪機(jī) 循 環(huán) 循 環(huán)消耗功量 水的溫 作功量 凈 功 熱 效值熱量差h1-h2w0率t3-t3（）3445 1986 33.33 29.33 34113386 1865 38.4 29.33 33471455 42.781512 45.171519 46.749.070.0670.092152115333323 1790 43.2 29.33 3279.8 13.8710-3 一理想朗肯循環(huán)，以水作為工質(zhì)，在循環(huán)最高壓力為 14MPa、循環(huán)最高溫度

39、540和循環(huán)最低壓力 7kPa下運(yùn)行。若忽略泵功，試求：（1）平均加熱溫度；（2）平均放熱溫度；（3）利用平均加熱溫度和平均放熱溫度計(jì)算循環(huán)熱效率。解：1 點(diǎn)焓和熵分別為：3433kJ/kg、6.529kJ/(kg.K)2 點(diǎn)焓和熵分別為：2027kJ/kg、6.529kJ/(kg.K)3 點(diǎn)焓和熵分別查飽和壓力下的飽和水表為：163.38kJ/kg、0.5591kJ/(kg.K)（1）平均加熱溫度h1- h3t =547.7Khs1- s3（2）平均放熱溫度h2 - h3t =c=312.17Ks2 - s3（3）循環(huán)熱效率30/view/d8bd7feda36925c52cc58bd631

40、86bceb19e8edc2.html30/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)tc=1- = 43th10-4 一理想再熱循環(huán)，用水作為工質(zhì)，在汽輪機(jī)入口處蒸汽的狀態(tài)為 14MPa、540，再熱狀態(tài)為3MPa、540和排汽壓力 7kPa下運(yùn)行。如忽略泵功，試求：（1）平均加熱溫度；（2）平均放熱溫度；（3）利用平均加熱溫度和平均放熱溫度計(jì)算循環(huán)熱效率。解：1 點(diǎn)焓和熵分別為：3433kJ/kg、6.529kJ/(kg.K)3 點(diǎn)焓和熵分別查飽和壓力下的飽和水表為：163.38kJ/kg、0.5591kJ/(kg.K)再熱入口焓 B：壓力為3MPa，熵為6.52

41、9kJ/(kg.K)，h =2988kJ/kgB再熱出口焓 A：h =3547kJ/kg，s =7.347kJ/(kg.K)AA2 點(diǎn)焓和熵分別為：2282kJ/kg、7.347kJ/(kg.K)（4） 平均加熱溫度h1- h + (h - h )3ABt =h= 564Ks - s3A（5）平均放熱溫度h2 - h3t =c=312Ks2 - s3（6）循環(huán)熱效率tc=1- = 44.7th10-5 某回?zé)嵫h(huán)，新汽壓力為 10MPa，溫度為 400，凝汽壓力 50kPa，凝結(jié)水在混合式回?zé)崞髦斜?2MPa 的抽汽加熱到抽汽壓力下的飽和溫度后經(jīng)給水泵回到鍋爐。不考慮水泵消耗的功及其他損失，計(jì)

42、算循環(huán)熱效率及每千克工質(zhì)的軸功。解：1 點(diǎn)焓和熵分別為：h1=3096kJ/kg、s1=6.211kJ/(kg.K)排汽2 點(diǎn)焓為：h2=2155kJ/kg3 點(diǎn)焓和熵分別查飽和壓力下的飽和水表為：h3=340.57kJ/kg抽汽點(diǎn)4 的焓（查 2MPa和s4=s1）：h4=2736kJ/kg2MPa對(duì)應(yīng)的飽和溫度 212.37，h5=908.6kJ/kg求抽汽率h5 - h3 908 .6 - 340 .57=0.237h4 - h3 2736 - 340 57循環(huán)功量：w0 = h1- h4 + (1- )(h4 - h2) = 794kJ/kgw0w0熱效率： =36.2q1 h1- h

43、531/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html31/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)10-6某廠的熱電站功率 12MW，使用背壓式汽輪機(jī) p13.5MPa，t1435、p20.8MPa，排汽全部用于供熱。假設(shè)煤的發(fā)熱值為 20000kJ/kg，計(jì)算電廠的循環(huán)熱效率及耗煤量。設(shè)鍋爐效率為85。如果熱、電分開(kāi)生產(chǎn)，電能由p27kPa 的凝汽式汽輪機(jī)生產(chǎn)，熱能（0.8MPa的230的蒸汽）由單獨(dú)的鍋爐供應(yīng)，其他條件相同，試比較耗煤量。設(shè)鍋爐效率同上。解：1 點(diǎn)的焓h1=3303kJ/kg、s1=6.95

44、7kJ/(kg.K)排汽點(diǎn)焓（s2=s1）h2=2908kJ/kg鍋爐進(jìn)口水焓（0.8MPa對(duì)應(yīng)的飽和水焓）h3=720.9kJ/kgh1- h2 15.3熱效率： =h1- h3總耗煤量：P12106m =4.61kg/s=16.6t/h 21070.85 0.1 5 3200001030.85有15.3的熱能發(fā)電，發(fā)電煤耗為：m1=m =0.705kg/s2.54t/hp27kPa 對(duì)應(yīng)的排汽焓和鍋爐進(jìn)口水焓：h2=2161kJ/kgh3=163.38kJ/kg電的耗煤量：PP12106m1 =1.96kg/s7.0620000 1 0.85h1- h2h1- h30.36 20000 0

45、.8520000 0.85t/h供熱煤耗量相同 14.06t/h?？偯汉模簃=7.06+14.06=21.12t/h10-7 小型供熱、供電聯(lián)合電站，進(jìn)入汽輪機(jī)新蒸汽的壓力為 1MPa、溫度為 200，汽輪機(jī)供熱抽汽壓力為 0.3MPa，抽汽通過(guò)熱交換器后變成 0.3MPa的飽和液體，返回動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)。汽輪機(jī)乏汽壓力為 40kPa。汽輪機(jī)需要輸出 1MW 的總功率，而熱交換器要求提供 500kW的供熱率。設(shè)汽輪機(jī)兩段（即抽汽前后）的相對(duì)內(nèi)效率都為 0.8。試計(jì)算進(jìn)入汽輪機(jī)的總蒸汽量和進(jìn)入熱交換器的抽汽量。解：0.3MPa的飽和液體、飽和汽、汽化潛熱的焓：561.4kJ/kg，2725.5kJ/

46、kg、2181.8kJ/kg500進(jìn)入熱交換器的抽汽量：m1 =0.23kg/s2181 .8新汽焓h1=2827kJ/kg，s1=6.693kJ/(kg.K)排汽焓(s2=s1)h2=2295kJ/kg抽汽焓(s3=s1)h3=2604kJ/kg乏汽量：m2 = 1103/ 0.8 - m1(h1- h3)h1- h22.25kg/s總蒸汽量：m=m1+m2=2.48kg/s32/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html32/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)10-8 奧托循環(huán)壓縮比 8，壓縮沖程初

47、始溫度為 27，初始?jí)毫?97kPa，燃料燃燒當(dāng)中對(duì)工質(zhì)的傳熱量為 700kJ/kg，求循環(huán)中的最高壓力、最高溫度、循環(huán)的軸功及熱效率。設(shè)工質(zhì)k=1.41，c 0.73kJ/(kg.K)。v解：熱效率1= 1-= 57.4k-1軸功：w = q = 401.5kWT 2 = T1 k-1 703.7K最高溫度qT3 = T 2 + 1662.6Kcv1 k 1.82MPa=p = p2最高壓力（定容）T3p3 = p2= 4.3MPaT 210-9 狄塞爾循環(huán)壓縮比 15，壓縮沖程初始?jí)毫?105kPa，初始溫度為 20，循環(huán)吸熱量為1600kJ/kg，設(shè)工質(zhì) k=1.41，c 1.02k

48、J/(kg.K)。求循環(huán)中各點(diǎn)壓力、溫度、熱效率。p解：2 點(diǎn)的壓力和溫度：T 2 = T1 k-1 889Kp2 = p1 k = 4.78MPa3 點(diǎn)壓力和溫度：T3 =q+T2 =2458Kp3=p2cp4 點(diǎn)的壓力和溫度：v4 v1v3 v3 T3v1T2=5.4T3v2T2v3p4 = p3(v4k) = 0.443MPak -1p4p3T4 = T3()k 1231Kv3 T 4k-1熱效率：= 4.2=1-52v2 T1k( -1) k -133/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html33/38 4/13/2019工程

49、熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)1010 燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣參數(shù)為 p10.1MPa、t117、 8，工質(zhì)定壓吸熱終了溫度 t3600，設(shè) k=1.41，c 1.02kJ/(kg.K)。求循環(huán)熱效率、壓氣機(jī)消耗的功及燃?xì)廨啓C(jī)裝置的p軸功。解：循環(huán)熱效率1= 1-=45.3%(k-1) / kp2= p1 =0.8MPaT2 = T1 (k-1) / k 530K壓氣機(jī)消耗的功：w = h2 - h1 = c (T2 -T1) = 245kJ/kgcpT3T 4 =478K(k-1) / k燃?xì)廨啓C(jī)作功：w1 = c (T3-T4) =403kJ/kgp燃?xì)廨啓C(jī)裝置的軸功w = w1- w =

50、 158kJ/kg q1 = c (T3-T2) = 350kJ/kgcpw=4q111-1 空氣壓縮致冷裝置致冷系數(shù)為 2.5，致冷量為 84600kJ/h，壓縮機(jī)吸入空氣的壓力為0.1MPa，溫度為-10，空氣進(jìn)入膨脹機(jī)的溫度為 20，試求：壓縮機(jī)出口壓力；致冷劑的質(zhì)量流量；壓縮機(jī)的功率；循環(huán)的凈功率。解：壓縮機(jī)出口壓力11(k /( 1)p4 p1k- 0.325MPa=故： 2 = 1( +1)ppp2p1p3 p2()(k-1) / k -1p4T3=20+273=293KT4 = 3(T)(k-1) / k 209Kp3致冷量：q2 = cp (T1-T4) 1.01（263-20

51、9）54.5kJ/kgQp2p1)(k-1) / k 368K致冷劑的質(zhì)量流量m = 0.43kg/sT2 = 1(Tq2壓縮功：w1=c (T2-T1)=106kJ/kgp壓縮功率：P1=mw1=45.6kW34/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html34/38 4/13/2019工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版1 - 百度文庫(kù)膨脹功：w2=c(T3-T4)=84.8kJ/kgp膨脹功率:P2=mw2=36.5kW循環(huán)的凈功率:P=P1-P2=9.1KW11-2 空氣壓縮致冷裝置，吸入的空氣 p1=0.1MPa，t1=27，絕熱壓縮到

52、 p2=0.4MPa，經(jīng)冷卻后溫度降為 32，試計(jì)算：每千克空氣的致冷量；致冷機(jī)消耗的凈功；致冷系數(shù)。解：已知T3=32+273=305Kp2)(k-1) / 446KkTT2 = 1(Tp1p4p34 = 3(T)(k-1) / 205Kk致冷量：q2 = c (T1-T4) 1.01（300-205）96kJ/kgp致冷機(jī)消耗的凈功:W=c(T2-T1)c (T3-T4)=46.5kJ/kgppq2致冷系數(shù)： = 2.06w113 蒸氣壓縮致冷循環(huán)，采用氟利昂 R134a 作為工質(zhì)，壓縮機(jī)進(jìn)口狀態(tài)為干飽和蒸氣，蒸發(fā)溫度為-20，冷凝器出口為飽和液體，冷凝溫度為 40，致冷工質(zhì)定熵壓縮終了時(shí)

53、焓值為 430kJ/kg，致冷劑質(zhì)量流量為 100kg/h。求：致冷系數(shù)；每小時(shí)的制冷量；所需的理論功率。解：在lgp-h 圖上查各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)。,p1=0.133MPah1=386kJ/kgs1=1.739kJ/(kgK),p2=1.016MPa,h3=419kJ/kgh2=430kJ/kgh5=h4=256kJ/kg致冷量：q2=h1-h5=386-256=130kJ/kg每小時(shí)的制冷量:Q2=mq2=12900kJ/h壓縮功：w=h2-h1=430-386=44kJ/kgq2致冷系數(shù): = w =2.95理論功率P=mw=10044/3600=1.22kW11-4 用一臺(tái)氨蒸氣壓縮致冷機(jī)制冰，氨的蒸發(fā)溫度為-5，冷凝溫度為 30，冷凝器中冷卻水的進(jìn)口溫度為 12，出口水溫為 20，欲在每小時(shí)內(nèi)將 1000kg0的水制成冰，已知冰的融解熱為 340kJ/kg，試求：該致冷機(jī)每小時(shí)的制冷量；氨每小時(shí)的流量；致冷機(jī)的功率；冷卻水每小時(shí)的消耗量。解：致冷機(jī)每小時(shí)的制冷量：Q=1000340=340000kJ在lgp-h 圖上查各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)。p1=335.7kPap2=1.1686MPah5=h4=343kJ/kgh1=1452kJ/kg s