工程热力学习题解答6

1、第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!- #- 第六章气体动力循环思考题1.内燃机循环从状态f到状态g（参看图6-1）实际上是排气过程而不是定容冷却过程。试在kv图和T-s图中将这一过程进行时气缸中气体的实际状态变化情第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!- #- #答:f到g是一排气过程，这是排气阀门打开，气缸中的气体由于压力高于大气压力而迅速膨胀，人部分气体很快排出气缸。气体的这一快速膨胀过程接近绝热膨胀过程，如不考虑摩擦则为定爛过程（卜图中过程1-2）,如考虑膨胀时的内部摩擦，则气缸中气体的比爛略有增加（下图中过程1-2）。2.活塞式内燃机循环中，如果绝热膨胀过程不是在状态5

2、结束（图6-26）,而是继续膨胀到状态6（p6=P1），那么循环的热效率是否会提高？试用温爛图加以分析。答：按图2-26所示的循环，其热效率为可见，如果继续膨胀到状态b时，循环的热效率比原來膨胀5要高一些。3试证明：对丁燃气轮机装置的定丿玉加热循环和活塞式内燃机的定容加热循环，如果燃烧前气体被压缩的程度相同，那么它们将具有相同的理论热效率。证明燃气轮机装置的定压加热循环表示在TS图中如图a）所示活塞式内燃机的定容加热循环表示在TS图b）第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!- - #-燃气轮机定压加热循环理论热效率可由（6J3）式求得7T第六章

3、气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!- #- #-第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!- #- -内燃机定容加热循坏理论热效率可由（6-5）式求得%亠命b）因为=2,而对空气等爛压缩过程來说冬空=八，将它代入（b）,因而7?Af=1=1=Jb.p4.在燃气轮机装置的循环中，如果空气的压缩过程采用定温压缩（而不是定爛压缩），那么压气过程消耗的功就可以减少，因而能增加循环的净功（毗）。在不采用回热的情况下，这种定温压缩的循环比起定爛压缩的循环来，热效率是提高了还是降低了？为什么？答：采用定温压缩是可以

4、增加循环的净功（砒）（因为压气机耗功少了）但是如果不同时采用回热的话，将会使循坏吸热最增加（？T）,这是因为定温压缩终了的空气温度低，因而耍把压缩终了的空气的温度加热到指定的温度话，定温压缩后的吸热帚要比定爛压缩后的吸热覺多。由T-S图可以看出，采用定温压缩后，相当于在原定压缩循环的基础上增加了一个循环12?2$1，1何该附加的循环的热效率低原循环的热效率,所以采用定温压缩后，如无回热反而会降低燃气轮机装置循环的理论热效率。6-1已知活塞式内燃机定容加热循环的进气参数为内二0.1MPa、ti=50C,压缩比=6，加入的热量71=750kj/kgo试求循环的最高温度、最高压力、压升比、循环的净功

5、和理论热效率。认为工质是空气并按定比热容理想气体计算。解:活塞式内燃机定容加热循坏的图示见a)、b)图示第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!- #- #-疋=勺=1.4,理论热效率由(65)式得:z/M=1-r=1-n=r=5116%循环净功坯=0%=750 x0.5116=387.7Q/倉=661.7LT最高温度须先求出石，因1t2过程是等爛过程，由(3-89)式得因为0=0r=Go（-互）所以亦忌弋严叮鶯+66瘁=（273.15+50）x（6）L4最高压力爲须先求出呂和心_3过程是定容过程，因此即661.71所以=1x614=12.286

6、0r则=2.5786x12.2860=31.6807尿?第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!- - #第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!- #- 6-2同习题6，但将压缩比提高到8。试计算循环的平均吸热温度、平均放热温度和理论热效率。M:如右图所示4=久(1一心.)=750 x(1-0.5647)=326.475Q/耘1T2过程是等爛过程=1x8】=18.3792力=(273.15+50)x=+?；=1.4-118.37927；=742.37&.742.37=1786,92-3过程是定容过

7、程1=178694=2.4071742.376t3=Go匚2=0.718x1112.4701=0.6307(铉Q=几启=2.4071x18.3792=44.2401力2彳平均吸热温度平均吸热温度所以竺一=1189.15/0.6307密竺5Z0.63072=0.5647=56.47%现将两题结果进行比较02=0-=750-383.7=366.3Q/倉S=GoInA:=0.718x1112.5786=0.6802t_q、_-也-t_q，_5-斗-750=-1102.68&0.6802750=-538.47K0.6802%亠字二：1-53847一0.5116-51.16%1102.62第六章气体动力

8、循环课后答裳网，用心为你服务!第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!- - #可知当由6T8提咼了33%则4射提咼了7.8%,加降低了3.9%，依.提咼了10.4%：可见提高空气压缩比可以提高循环的平均吸热温度，降低循环的平均放热温度，因而可以提高循坏的热效率。6-3活塞式内燃机的混合加热循环，已知其进气压力为0.1MPa,进气温度为300K,压缩比为16,最高压力为6.8MPa,最高温度为1980K。求加入每千克工质的热量、压升比、预胀比、循环的净功和理论热效率。认为工质是空气并按定比热容理想气体计算。解:如右两图，己知益x=6.8竝，兀远=兀=1980&1）压升比a：久.=Go(妇一

9、互)=0.718X(1274.90-909.36)=262.45kJIkgq、p=,0(/473)=1005x(1980-1274.90)=708.626kJlkg所以0二Sv+QP=262.45+70&626=971.1kJ/kg4)%由(6-4)式可循环热效率第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!- #- x=64.59%1.402xl.55314-l(1.402-1)+1.4x1.402x(1.553-1)第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!- - 严971.1x0.6459=627.2

10、6kJ!kg6-4按定压加热循环工作的柴油机，已知其压缩比=15,预胀比p=2,工质的定爛指数儿=133。求理论循环的热效率。如果预胀比变为2.4（其它条件不变），这时循环的热效率将是多少？功率比原来增加了百分之儿？解:=15，p=2H寸，由（6-6）式可得=53.42%_1.八_1-1_1严_忙一护0一1；0(卩一1)一一153.33(2_1)=15，p=2.4H寸，由（6-6）式可得1?4133-1心=1_心广（=51.57%P1.513311.33（2.4-1）可见在其他条件不变的情况卜，膨胀比pT20%而循环热效率I3.5%。p=2=qpf=5%（Zi-）=Cp血y-lj=HpCp。互

11、（2-1）=“Cp血同样”=2.4=1创严poD“b=叫2-6.p=2.4=147暢叹-=14心-nb.p=2欣3S=1.42_._1=1.4x22122.-1=0.3515=35.15%S0.5342可见，提高膨胀比（其他条件不变）虽然会使循环热效率降低，但却能（提高）增加循环净功。6-5某燃气轮机装置，已知其流量0=8kg/s、增压比兀=12、升温比=4,大气温度为295Ko试求理论上输出的净功率及循环的理论热效率。认为工质是空气并按定比热容理想气体计算。解:K=q=1.4，石=295x4=1180*燃气轮机膨胀作功rrx02871xll80 x1.4第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你

12、服务!第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!- #- #=602.734/也压气机压缩耗功1.4x0.2871x2951.4-11.4(12)E-1第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!- #- #=2370.11羽理论循环净功率Ps=w(wTs一”务)=8X(602.73一306.47)=2370.11kW理论循环热效率=1一-=1一=50.83%12方q-1第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!- #- #第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!第六章气体动力循环课后答裳网，用心为

13、你服务!- #- #*6-6同习题6-6。若压气机的绝热效率如=0.86,燃气轮机的相对内效率h饬=0.88（参看例6-2及图6-24）,则实际输岀的净功率及循环的绝对内效率为多少？按空气热力性质表计算。解:由（6-6）可知%=295.17Q/倉；总=305.37砂/忽虫=1254.34Q/矽；=624.79X/7所以：实际输出净功率循环的绝対内效率=650.25局7农h严乓叫”1254.34-624.79x0.88=704.52Q/耘劝(勺旳万一鱼)=8x(6.24x0.88一305.37/0.86)=1557.88Tlcs第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!- #- #第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!- - #“久砖-甩(力3-)-(力2-切7/=010力3-力2(125434一704.527)一(650.25一295.17)1254.34-650.25=32.24%第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!第六章气体动力循环课后答裳网，用心为你服务!6-7已知某燃气轮机装置的增压比为9、升温比为4,大气温度为295K：如果采用回热循环，则其理论热效率比不回热循环增加多少？认为工