工程热力学课后习题和答案解析第六版完整版

完美WORD完美WORD格式专业整理知识分享专业整理知识分享2-2.已知N2的M=28,求(1)N2的气体常数;(2)标准状态下N2的比容和密度；(3)T1=t1+273 (3)T2=t2+273 (4)压入的CO的质量p=0.1MPa,t=500c时的摩尔容积Mv解：(1)N2的气体常数c Ro 8314R= = =296.9J/(kg*K)M28(2)标准状态下N2的比容和密度m=m1-m2二—(蚂RT2将(1)、(2)、(3)、(4)代入(5)式得m=12.02kg(5)RT296.9273 3,,v=——= =0.8m/kgp1013252-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300南的空气，如外界的温度增高到27C,大气压降低到99.3kPa,而鼓风机每小时的送风量仍为300m,问鼓风机送风量的质量改变多少？解：同上题v,p2p1、300,99.3101.325、m=m1-m2( ) (—— )1000RT2T1287300 273=41.97kgCO的质量m2CO的质量m2=p2V2

RT2- 1 , , 3P=—=1.25kg/mv(3)p=0.1MPa,t=500c时的摩尔容积MvRnT 3Mv=—0—=64.27m3/kmolP2-3.把CO压送到容积3m的储气罐里，起始表压力pg1=30kPa,终了表压力Pg2=0.3Mpq温度由t1=45C增加到t2=70C。试求被压入的CO的质量。当地大气压B=101.325kPa。解：热力系：储气罐。应用理想气体状态方程。压送前储气罐中CO的质量(p1v1m1=RT1压送后储气罐中根据题意容积体积不变；R=188.9TOC\o"1-5"\h\zp1=pg1+B (1)p2=pg2+B (2)

2-6空气压缩机每分钟自外界吸入温度为 15C、压力为0.1MPa的空气3m3,充入容积8.5m3的储气罐内。设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在多长时间内空气压缩机才能将气罐的表压力提高到0.7MPa?设充气过程中气罐内温度不变。解：热力系：储气罐。使用理想气体状态方程。第一种解法：首先求终态时需要充入的空气质量一— —一_5——cp2V2 710 8.5m2=- = kgRT2287288压缩机每分钟充入空气量■一5一pv 110 3m= = kgRT 287288所需时间t=m2=19.83minm第二种解法将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为0.1MPa一定量的空气压缩为0.7MPa的空气；或者说0.7MPa、8.5m3的空气在0.1MPa下占体积为多少的问题。根据等温状态方程pv=const0.7MPa、8.5m3的空气在0.1MPa下占体积为“p2V20.78.5 3V1= = =59.5mP10.1pv16.51060.05361K7.69296.8mR压缩机每分钟可以压缩 0.1MPa的空气3m3要压缩59.5m3的空气需要的时间

2-14如果忽略空气中的稀有气体，则可以认为其质量成分为g02=23.2%,gN2=76.8%。其质量成分为g02=23.2%,gN2=76.8%。2—8在一直彳空为 400mm的活塞上置有质量为3000kg的物体，气缸中空气的温度为 18C,质量为2.12kg。加热后其容积增大为原来的两倍。 大气压力B=101kPa,问：(1)气缸中空气的终温是多少？(2)终态的比容是多少？(3)初态和终态的试求空气的折合分子量、气体常数、容积成分及在标准状态下的比容和密度。解：折合分子量密度各是多少?giMi =28.860.232 0.768322859.5.= =19.83min3气体常数气体常数解：热力系：气缸和活塞构成的区间。使用理想气体状态方程。(D空气终态温度V2T2=——T1=582KV1(2)空气的初容积p=3000X9.8/(无r2)+101000=335.7kPa容积成分ro2831428.86288J/(kg*K)g。2M/Mo2=20.9%「N「N21-20.9%=79.1%mRT1 3V1= =0.527mP标准状态下的比容和密度空气的终态比容v2=m或者V22V10.5m3/kg22.4 22.4型=1.288kg/m31 3“V=—=0.776m/kgPv2=/=0.5m3/kgP(3)初态密度2-15已知天然气的容积成分rCH4=97%：1」二不：1」二不V10.5271：2=—=2kg/mv23=4kg/mrc2H6=0.6%2 6rc4H10=0.18%

rc3H8=0.18%

38「CO2=0.2%2-9「N2=1.83%。试求:解:(1)氮气质量(1)二包J3.7106°.05=7.69kg(2)解：(1)天然气在标准状态下的密度；各组成气体在标准状态下的分压力。密度RT296.8300(2)(2)熔化温度M二〉，riMi=(97160.6300.18440.18580=16.48些值已知，如表，试确定未知量。M16.48224—22.4=0.736kg/m*3*（2）各组成气体在标准状态下分压力因为：pi=rippCH4=97%*101.325=98.285kPa同理其他成分分压力分别为：（略）过程热量Q(kJ)膨月过程热量Q(kJ)膨月1-a-210x12-b-1-7-41-c-2x22解：闭口系统。过程Q(kJ)W(kJ)1〜2110002〜301003〜4-95004~5050解：同上题3-1安静状态下的人对环境的散热量大约为400KJ/h,假设能容纳2000人的大礼堂的通风系统坏了：（1）在通风系统出现故障后的最初 20min内礼堂中的空气内能增加多少？（ 2）把礼堂空气和所有的人考虑为一个系统，假设对外界没有传热，系统内能变化多少？如何解释空气温度的升高。解：（1）热力系：礼堂中的空气。闭口系统根据闭口系统能量方程Q=：UW因为没有作功故W=0热量来源于人体散热；内能的增加等于人体散热。Q=2000父400父20/60=2.67x105kJ（1）热力系：礼堂中的空气和人。闭口系统根据闭口系统能量方程QUW因为没有作功故W=0对整个礼堂的空气和人来说没有外来热量，所以内能的增加为0。空气温度的升高是人体的散热量由空气吸收，导致的空气内能增加。使用闭口系统能量方程（1）对1-a-2和2-b-1组成一个闭口循环，有即10+(—7)=x1+(-4)x1=7kJ⑵对1-c-2和2-b-1也组成一个闭口循环x2+(一7)=2+(—4)x2=5kJ(3)对过程2-b-1,根据Q=AU+W△U=Q—W=—7—(―4)=-3kJ3-6一闭口系统经历了一个由四个过程组成的循环，试填充表中所缺数据。3-7解：热力系：1.5kg质量气体2,经2,经闭口系统，状态方程： p=avbU=1.5[(1.5p2v2-85)-(1.5p1v1-85)]=90kJ由状态方程得1000=a*0.2+b200=a*1.2+b解上两式得：a=-800b=1160则功量为TOC\o"1-5"\h\z2 12 12\o"CurrentDocument"W=1.5pdv=1.5[-(-800)v2-1160v]0ii 2=900kJ过程中传热量解：开口系统特征：绝热充气过程工质：空气(理想气体)根据开口系统能量方程，忽略动能和未能，同时没有轴功，没有热量传递。0=m2h2-m0h0dE没有流出工质m2=0dE=dU=(mu)cv2-(mu)*终态工质为流入的工质和原有工质和 m0=mv2-mcv1mv2ucv2-mcv1Ucv1=m0h0 (1)h0=cpT0Ucv2=CvT2Ucv产CvTI田=包田=包RT1Q=UW=990kJmiv2=p2VRT2miv2=p2VRT2=398.3KmCpT=Q=T=—Q-mCp10000.561.0061033-8容积由隔板分成两部分，左边盛有压力为600kPa,温度为27c的空气，右边为真空，容积为左边5倍。将隔板抽出后，空气迅速膨胀充满整个容器。试求容器内最终压力和温度。设膨胀是在绝热下进行的。解：热力系：左边的空气系统：整个容器为闭口系统过程特征：绝热，自由膨胀根据闭口系统能量方程Q=2W绝热Q=0自由膨胀W=0因止匕△U=0对空气可以看作理想气体，其内能是温度的单值函数，得mcv(T2-T1)=0=T2=T1=300K根据理想气体状态方程cRT2 D1V1 1彳p2= = =—p1=100kPaV2 V2 63-9一个储气罐从压缩空气总管充气，总管内压缩空气参数恒定，为500kPa,25C。充气开始时，罐内空气参数为100kPa,25Co求充气终了时罐内空气的温度。设充气过程是在绝热条件下进行的。代入上式(1)整理得T2)T1(kT0-T1)-p1p23-10供暖用风机连同加热器，把温度为t1=0c的冷空气加热到温度为t2=250c,然后送入建筑物的风道内，送风量为0.56kg/s,风机轴上的输入功率为1k皿设整个装置与外界绝热。试计算：(1)风机出口处空气温度；(2)空气在加热器中的吸热量；(3)若加热器中有阻力，空气通过它时产生不可逆的摩擦扰动并带来压力降，以上计算结果是否正确？解：开口稳态稳流系统(1)风机入口为0c则出口为1.78Ct2=t1+At=1.78c空气在加热器中的吸热量Q=mCp：T=0.561.006(250-1.78)=138.84kW(3)若加热有阻力，结果1仍正确；但在加热器中的吸热量减少。加热器中CCpT= pT0=T0=473K=200cCv RQ=h2—hl=u2+P2v2—(u1+P1v1),p2减小故吸热减小。3-11 一只0.06m3的罐，与温度为27C、压力为7MPa的压缩空气干管相连接，当阀门打开，空气流进罐内，压力达到5MPa时，把阀门关闭。这一过程进行很迅速，可认为绝热。储罐的阀门关闭后放置较长时间，最后罐内温度回复到室温。问储罐内最后压力是多少？解：热力系：充入罐内的气体由于对真空罐充气时，是焰变内能的过程mh=muCpT=」T0=kT0=1.4300=420K罐内温度回复到室温过程是定容过程

3-13解：W=—Ah对理想气体h=Cn；：Tpu=cvlT3-14解：(1)理想气体状态方程T2=11£2=2*293=586Kp1(2)吸热：一-p1VR.Q=mcvAT=- AT=2500kJRT1k-1T2p2=P1

T吗5=3.57MPa4203—12 压力为1MPa和温度为200c的空气在一主管道中稳定流动。现以一绝热容器用带阀门的管道与它相连，慢慢开启阀门使空气从主管道流入容器。设（1）容器开始时是真空的；（2）容器装有一个用弹簧控制的活塞，活塞的位移与施加在活塞上的压力成正比，而活塞上面的空间是真空，假定弹簧的最初长度是自由长度；（3）容器装在一个活塞，其上有重物，需要1MPa的压力举起它。求每种情况下容器内空气的最终温度？3-15解：烟气放热等于空气吸热1吊空气吸取1.09m3的烟气的热Q=1.09父245=267kJ.：tQPvc2671.29311.01t2=10+205=215C=205C3-16解：m1h1+m2h2=(m1+m2)h3解：(1)同上题h=CpTT=kT0=1.4473=662K=389C代入得:(2)h=u+w代入得:h=CpT0L=kph=CpT0L=kp1 1pAdL=pAkdp=-kpAp=-pVm1cT1m2cT2T二 1 (m1m2)c2RT82K120*773+210473330=309CT=T=Cp pT0=552K=279Ccv 0.5R

3-17解：等容过程同同（2）只是W不同Cp

k= =1.4w=pdV=pV=RTQ=mcvT=mRT2-w=pdV=pV=RTQ=mcvT=mRT2-RT1

k-1p2V-p1v

k-1=37.5kJ=37.5kJ3-18解：定压过程ln(p2/p1) ln(1/8)n= = ln(v1/v2) ln(1/10)因为q=Cn^T1004.5J/(kg*K)1004.5J/(kg*K)3p1V 2068.410 0.03T1=mR 12876.2KT2=432.4K内能变化：

内能变化为Cv=|R=717.5J/(kg・K)7c7Cp=—R=—Cvp2 5Cn：U=mcv.：t=1(1.01-0.287)216.23587.5J/(kg*K)功量交换:V2=2V1=0.06m功量交换:V2=2V1=0.06m3=156.3kJ焰变化:H=k：U=1.4156.3=218.8kJW=pdV=p(V2-V1)=2068.40.03=62.05kJ热量交换：Q=/UW=156.362.05=218.35kJp734-11kg空气在可逆多变过程中吸热40kJ,其容积增大为v2=10v1,压力降低为p2=p1/8,设比热为定值，求过程中内能的变化、膨胀功、轴功以及焰和婿的变化。解：热力系是1kg空气过程特征：多变过程

△u=CvAT=qCv/Cn=8x103J膨胀功：w=q—Au=32x103j轴功：ws=nw=28.8X103J焰变：Ah=c0AT=kAu=1.4x8=11.2pX103J婿变：As=CdIn畛+cvIn-p2=0.82xpv1p1103J/(kg*K)4—2有1kg空气、初始状态为p1=0.5MPa,t1=150c,进行下列过程：(1)可逆绝热膨胀到p2=0.1MPa；(2)不可逆绝热膨胀到 p2=0.1MPa,T2=300K；(3)可逆等温膨胀到p2=0.1MPa；(4)可逆多变膨胀到p2=0.1MPa,多变P2P13)w=RT1lnP1P2P2P13)w=RT1lnP1P2195.4X解：(1)定温膨胀功V2 10w=mRTln—=1.293*22.4*287*373*ln=1 17140kJ…V2.-：s=mRln——=19.14kJ/K1(2)自由膨胀作功为0V2s=mRln——=19.14kJ/K1指数n=2；试求上述各过程中的膨胀功及婿的变化，并将各过程的相对位置画在同一弓p_v图和T—s图上解：热力系1kg空气膨胀功：W=5[1_(吗汽-103Jk-1pl婿变为0w=—AU=cv(T1_T2)=88.3X103J,T2〜s=cpln———RlnpT1116.8J/(kg•K)103J/(kg，K)

4-4质量为5kg的氧气，在30c温度下定温压缩，容积由3ml变成0.6m3,问该过程中工质吸收或放出多少热量？输入或输出多少功量？内能、焰、婿变化各为多少？TOC\o"1-5"\h\z解 ：V2 0.6q=mRTln——=5*259.8*300*ln——=\o"CurrentDocument"V1 3—627.2kJ放热627.2kJ因为定温，内能变化为0,所以w=q内能、焰变化均为0燧变:p1As=Rln—p1As=Rln—=0.462P2X103J/(kg*K)△s=mRlnV2=—2.1kJ/KV1RT1[1-(n-1p2叱-)n]=67.1XP1103Jn4T2=T1(-p2)n=189.2KP1s=cplnT2。Rln-p2pT1p14-5为了试验容器的强度，必须使容器壁受到比大气压力高0.1MPa的压力。为此把压力等于大气压力。温度为13c的空气充入受试验的容器内，然后关闭进气阀并把空气加热。已知大气压力B=101.3kPa,试问应将空气的温度加热到多少度？空气的内能、焰和燧的变化为多少？解：(1)定容过程T2=T1-p2=286*

P1100101.3101.3二568346.4J/(kg•K)346.4J/(kg•K).3K(2)内能变化：u=cv(T2-T1)=5*287*(568.3-286)=202.6kJ/kgh=Cp(T2-T1)=-7*287*(568.3-286)=4-3具有1kmol空气的闭口系统，其初始容积为1吊，终态容积为10m3,当初态和终态温度均100c时，试计算该闭口系统对外所作的功及婿的变化。该过程为：(1)可逆定温膨胀;(2)向真空自由膨胀。283.6kJ/kg.--：s^cvlnp2=0.49kJ/(kg.K)Pl4-66kg空气由初态p1=0.3MPa,t1=30C,经过下列不同的过程膨胀到同一终压p2=0.1MPa：(1)定温过程；(2)定婿过程；(3)指数为n=1.2的多变过程。试比较不同过程中空气对外所作的功，所进行的热量交换和终态温度。解：(1)定温过程W=mRTln包=6*287*303*ln丝=p2 0.1ln(p2/p1) ln(0.12/0.6)n= = =ln(v1/v2) ln(0.236/0.815)1.301千克气体所作的功1 1w=——[p1v1-p2v2]= *(0.6*0.236-0.12*0.n-1 1.3-1146kJ/kg吸收的热量q=Cn(T2-T1)=(T2-T1)n-k1n-1k-1573.2kJT2=T1=30C(2)定2过程1.3-1.411.3-11.4-1(0.12*0.825-0.6*0.236)=R p2W=m-R-T1[1-(均k]k-1 p1…287=6* 1.4-1351.4kJ36.5kJ/kg4」01-*303：*[1_(——)1.4]=0.3Au=q—w=146-36.5=—109.5kJ/kgQ=0焰:k4T2=T1(年产221.4K

p1kh=cp(T2-T1)(p2v2-p1v1)=p k-1(3)多变过程—153.3kJ/kg麻n1T2=T1cp2)一n=252.3Kp1।v2।p2 0.815 0.12s=cpln—cvIn-^―=1004.5*ln 717.4*In pv1p1 0.236 0.6RW=m——[T1-T2]=6*n-12871.2-1=90J/(kg.k)*[303-4252.3]=1kg理想气体由初态按可逆多变过程436.5kJ436.5kJQ=mcn(T2-T1)=6*cv,, …… 。…… 1，k 从400c降到100C,压力B等为p2=—p1,已知n_1*(252.31身03的示胀功为200kJ,吸热量为40kJ,设比218.3kJ4-7已知空气的初态为p1=0.6MPa,v1=0.236m3/kg。经过一个多变过程后终态变化为p2=0.12MPa,v2=0.815m3/kg。试求该过程的多变指数，以及每千克气体所作的功、所吸收的热量以及内能、焰和婿的变化。解：(1)求多变指数热为定值，求该气体的c0和cvpv解：Lu=cv(T2-T1)=q-w=-160kJcv=533J/(kg.k)n1R RT1 p2「w=--(T1-T2) [1-( )n]=n-1 n-1 pl200kJ解得：n=1.49R=327J/(kg.k)代入解得：cp=533+327=860J/(kg.k)4-9 将空气从初态1,t1=20C,定压缩到它开始时容积的1/3,然后定温膨胀，经过两个过程，空气的容积和开始时的容积相等。求1kg空气所作的功。解：

w=R(T2-T1)=145.4kJ/kg定婿膨胀：u=cv(T3-T2)=505kJ/kgRw= [T2-T3]=-505kJ/kgk-1或者：其q=0,w=-：U=-505kJ/kg4-11 1标准m3的空气从初态1p1=0.6MPa,t1=300C定婿膨胀到状态2,且v2=3v1。空气由状态2继续被定温压缩，直到比容的值和开始时相等，v3=v1,求1、2、3点的参数(P,T,V)和气体所作的总功。w1=RT1

k^1kJ口=RT1k-1[1-(胡力

v2i87v12g3RT1_31.287*5731.4-1p1 6」105=0.274m3/kgp2=p1(vvp2=p1(vv1)k=-116kJ/kgv1kJ.T2=T1(——)=454.7Kv2v3w2=RT2ln—=287*454.7*ln(1/3)=143.4kJ/kgw=w1+w2=27.4kJ/kg4-10 1kg氮气从初态1定压膨胀到终态2,然后定燧膨胀到终态3。设已知以下各参数：t1=500C,v2=0.25m3/kg,p3=0.1MPa,v3=1.73m3/kg。求(1)1、2、3三点的温度、比容和压力的值。(2)在定压膨胀和定婿膨胀过程中内能的变化和所作的功。1、1.4=0.6*(-) 0.129MPav1kJL-rc*/1\0.4T2=T1(-^) =573*(-) =369KV2=3V1=0.822m3T3=T2=369KV3=V1=0.274m3p3=p2(v2)=0.129*3v1=0.387MPa4-12压气机抽吸大气中的空气，并将其定温压缩至p2=5MPa如压缩150标准耐空气，试求用水冷却压气机气缸所必须带走的热量。设大气处于标准状态。解：解：(1)p2/p3(v3)kv21.5MPa=0.1*(1.730.25)1.4T2NR1.5*0.25*106 =1263K296.8p1=p2=1.5MPav1=T1V2=0.15m3/kgT2T30.1*1.73*106296.8=583K(2)定压膨胀Q=W=p1V1ln-p1=0.101325*106*150*Inp2-59260kJ4-13 活塞式压气机吸入温度t1=20C和压力p1=0.1MPa的空气，压缩到p2=0.8MPa,压气机每小时吸气量为600标准nio如压缩按定温过程进行，问压气机所需的理论功率为多少千瓦？若压缩按定燧过程进行，则所需的理论功率又为多少千瓦？解：定温：pV100000600m= 二 二0.215kg/sRT287*273*36000.1013255U=Cv(T2-T1)=364kJ/kgp1V1

rtTp1V1

rtT=8.04kg/s一P1Ws=mRT1ln2=—37.8KW

p2nJn(p2/p1)=1.13W1skRT1二m k-1[1一(22尸]=0.215P11.4*287*293*1.4-10.8[1-(一)0.1—51.3KWWs=mnw=ln(v1/v2)1.4J1.4]nRm——(T1-T2)-1183Kn-14-14某工厂生产上需要每小时供应压力(2)(2)为0.6MPa的压缩空气600kg;设空气所初始温度为20C,压力为0.1MPa。求压气机需要的最小理论功率和最大理论功率。若按n=1.22的多变过程压缩,n-km cv(T2-T1)=-712.3kJ/sn-1需要的理论功率为多少?4-17 三台空气压缩机的余隙容积均为解：最小功率是定温过程m=600/3600=1/6kg/sp1Ws=mRT1ln—==-25.1kwp2最大功率是定燧过程k1kRTI.zp2xV1W1s=m [1-(-)k]=—32.8KWk-1p1多变过程的功率n1nRT1 p2.—_W1s=m [1-(-)n]=—29.6KWn-1 p14—15 实验室需要压力为6MPa勺压缩空气，应采用一级压缩还是二级压缩？若采用二级压缩，最佳中间压力应等于多少？设大气压力为 0.1,大气温度为20,压缩过程多变指数n=1.25,采用中间冷却器能将压缩气体冷却到初温。试计算压缩终了空气的温度。解：压缩比为60,故应采用二级压缩。中间压力： p2=Jp1p3=0.775MPan4T3=丁2(9)丁=44伏p24-16 有一离心式压气机，每分钟吸入p1=0.1MPa,t1=16C的空气400m3,排出时p2=0.5MPSI,t2=75Co设过程可逆，试求：(1)此压气机所需功率为多少千瓦？(2)该压气机每分钟放出的热量为多少千焦？

6%,进气状态均为0.1MPa、27℃,出口压力均为0.5MPa,但压缩过程的指数不同， 分别为：n1=1.4,n2=1.25,n3=1o试求各压气机的容积效率(假设膨胀过程的指数和压缩过程的指数相同) 。恳 p2、1解：，v=1一比正尸一1]p1n=1.4:1057v=1-。反产)1.4-1]=0.10.87n=1.25:九v=0.84n=1： Kv=0.767-1当水的温度t=80C,压力分别为0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa时，各处于什么状态并求出该状态下的焰值。解：查表知道t=80C时饱和压力为0.047359MPa。因此在0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa寸状态分另I」为过热、未饱和、未饱和，未饱和、未饱和。焰值分另I」为2649.3kJ/kg,334.9kJ/kg,335kJ/kg,335.3kJ/kg,335.7kJ/kg。7-2已知湿蒸汽的压力p=1MPa干度x=0.9。试分别用水蒸气表和h-s图求出hx,vx,Ux,sxo解：查表得：h''=2777kJ/kg h'=762.6kJ/kgv''=0.1943m3/kg

v'=0.0011274m3/kgu''=h'' —pv''=2582.7kJ/kg u'=h'—pv'=761.47kJ/kgs''=6.5847kJ/(kg.K)s'=2.1382kJ/(kg.K)hx=xh''+(1-x)h'=2575.6kJ/kgvx=xv''+(1-x)v'=0.1749m 3/kgux=xu''+(1-x)u'=2400kJ/kgSx=xs''+(1-x)s'=6.14kJ/(kg.K)7-3在V=60L的容器中装有湿饱和蒸汽，经测定其温度t=210C,干饱和蒸汽的含量m=0.57kg,试求此湿蒸汽的干度、比容及焰值。解：t=210C的饱和汽和饱和水的比容分别为：v''=0.10422m3/kgv'=0.0011726m3/kgh''=2796.4kJ/kg h'=897.8kJ/kg湿饱和蒸汽的质量：m=mvxV—=xv（1一x）vm解之得：x=0.53比容：vx=xv''+（1-x）v'=0.0558m 3/kg焰：hx=xh''+（1-x）h'=1904kJ/kg7-4将2kg水盛于容积为0.2m3的抽空了的密闭刚性容器中，然后加热至200c试求容器中（1）压力;（2）焰；（3）蒸汽的质量和体积。解：（1）查200c的饱和参数h''=2791.4kJ/kg h'=852.4kJ/kgv''=0.12714m3/kg v'=0.0011565m3/kg饱和压力1.5551MPa。刚性容器中水的比容：0.2v= =0.12因此是湿蒸汽。m3/kg<v''压力是饱和压力m3/kg<v''7-5已知8m3的湿蒸汽，在p=0.9MPa时，其湿度(1-x)=0.65,求此湿蒸汽的质量与焰。解：p=0.9MPa的饱和参数h''=2773kJ/kg h'=742.6kJ/kgv''=0.21484m3/kgv'=0.0011213m3/kg湿蒸汽的质量：v=xv''+(1-x)v'=0.0759m3/kgV，…，m=—=105.4kgv焰:h=mh=x(h''+(1-x)h')=105.4X1453.24kJ=1.53X103kJ7-6有一台采暖锅炉，每小时能生产压力p=1MPa(绝对)、x=0.95的蒸汽1500kg。当蒸汽的流速c<25m/s时，管道中的压力损失可以不计，求输汽管的内径最小应多大？解：p=1MPa、x=0.95的比容查表饱和参数v''=0.1943m3/kg v'=0.0011274m3/kg3v=xv+(1-x)v=0.18464m/kg蒸汽体积流量： v=mv=0077m3/s3600输汽管的半径最小为 r= =0.0313mc二内径：0.0626m7-7某空调系统采用p=0.3MPa、x=0.94的湿蒸汽来加热空气。暖风机空气的流量为每小时 4000标准而，空气通过暖风机（从0C）被加热到120C。设蒸汽流过暖风机后全部变为 p=0.3MPa的凝结水。求每小时需要多少千克蒸汽（视空气的比热为定值）。解：空气吸收的热量：pVq=mcDt Cpt110540002872731.01120110540002872731.01120vx-v干度：x= =0.78、、、v-v焰：hx=xh''+(1-x)h'=2364.8kJ/kg蒸汽的质量和体积：m=xxm=0.78X2=1.56kgV=rnvxv''=0.19834m3=619000kJ/hp=0.3MPa的饱和参数:h''=2725.5kJ/kg h'=561.4kJ/kgp=0.3MPa、x=0.94蒸汽的焰hx=xh''+(1-x)h'=2595.7kJ/kg需要蒸汽

qm=--=304.28kg/hh-h'法二：湿蒸汽中起加热作用的仅为干饱和蒸汽xm(h''-h')=macp.：t4000*1.293*1.005*120m= =306.6kg0.94*(2725.5-561.4)/h7-8气缸中盛有0.5kg、t=120C的干饱和蒸汽，在定容下冷却至80C。求此冷却过程中蒸汽放出的热量。解：t=120C的干饱和蒸汽参数：v''=0.89202m3/kg h'' =2706.6kJ/kgp1=0.19854MPa容积：V=mv''=0.44601m3t=80C的饱和蒸汽参数v'=0.0010292m3/kg v''=3.4104m3/kgh''=2643.8kJ/kg h'=334.92kJ/kgp2=0.047359MPaV 0.44601 3〃比谷：v=—= =0.89202m/kgxm0.5vx-v干度：x= =0.26、、、v-v焰：hx=xh''+(1-x)h'=935.2kJ/kg放出的热量：q=m(h120-hx-vx(p2-p1))=817kJ7—9有一刚性容器，用一薄板将它分隔为 AB两部分。在A中盛有1kg、压力pa=0.5MPa的干饱和蒸汽，B中盛有2kgpb=1MPa,x=0.80的湿蒸汽。当隔板抽去后，经过一段时间容器中的压力稳定在p3=0.7MPa。求(1)容器的总容积及终了时蒸汽的干度；(2)由蒸汽传给环境的热量。解：(1)容器的总容积pa=0.5MPa的干饱和蒸汽参数v''=0.37481m3/kg h''=2748.5kJ/kgUa=2561.1kJ/kgA占容积：％=mv''=0.37481m3pB=1MPa的饱和蒸汽参数v''=0.1943m3/kg v'=0.0011274m3/kgh''=2777kJ/kg h'=762.6kJ/kgvb=xv''+(1-x)v'=0.155m 3/kghB=xh''+(1-x)h'=2374kJ/kgUb=2219kJ/kgB占容积：VA=mv=0.31m总容积:V=Va+Vb=0.685m30.7MPa的饱和蒸汽参数v''=0.27274m3/kg v'=0.0011082m3/kgh''=2762.9kJ/kg h'=697.1kJ/kg…一 V 3..烝汽比谷：v=—=0.228m/kgm蒸汽干度：x=二二v=0.84、、 、v7(2)由蒸汽传给环境的热量终了时的焰：hx=xh''+(1-x)h'=2502kJ/kgux=2342.4kJ/kgq-aUa+EbUb-(mA+mB)Ux=-193.7kJ7—10将1kgp1=0.6MPa,t1=200C的蒸汽在定压条件下加热到t2=300C,求此定压加热过程加入的热量和内能的变化量。若将此蒸汽再送入某容器中绝热膨胀至p3=0.1MPa,求此膨胀过程所作的功量。解：查表p1=0.6MPa,t1=200Ch1=2850kJ/kg v1=0.352m3/kg(u1=2639kJ/kg)查表p2=0.6MPa,t2=300Ch2=3061kJ/kg v2=0.4344m3/kgs2=7.372kJ/(kg.K)(u2=2801kJ/kg)查表s2=7.372kJ/(kg.K)(u2=2801kJ/kg)查表p3=0.1MPa,s=7.372h3=2680kJ/kg v3=1.706m3/kg(u3=2509kJ/kg)定压过程加入的热量和内能变化量q=h2-h1=211kJ/kgu=：h-pv=211-0.6106(0.4344-0.352)绝热膨胀过程所作的功量w=-M=h2-h3-(p2V2-p3V3)=292kJ/kg7-11汽轮机进汽参数为：p1=3MPat1=450C,蒸汽在汽轮机中绝热膨胀到p2=5kPa后排入冷凝器。求：(1)可逆绝热膨胀时蒸汽的终参数及汽轮机所作的功；(2)若蒸汽在汽轮机中为不可逆绝热膨胀，

引起的婿产为0.25kJ/(kg.K),则汽轮机作的功将为多少？解：查表p1=3MPat1=450C的参数h1=3344kJ/kg s1=7.083kJ/(kg.K)则绝热膨胀到p2=5kPa,s2=7.083kJ/(kg.K)时蒸汽的终参数t2=32.88C h2=2160kJ/kgv2=23.52m3/kg汽轮机所作的功wt二/h=1184kJ/kg(2)不可逆绝热膨胀后的婿为s3=7.083+0.25=7.333kJ/(kg.K)p3=5kPa蒸汽的终参数：h3=2236kJ/kg汽轮机所作的功 wt=.：h=1108kJ/kg7-12有一台工业锅炉，每小时能生产压力p1=1.4MPa,t1=300C的过热蒸汽10t。已知给水的温度25C;从锅筒引出的湿蒸汽的干度 x=0.96;湿蒸汽在过热蒸7^中再加热至 300C;煤的发热值为29400kJ/kgo试求（1）若锅炉的耗煤量 B=1430kg/h,求锅炉效率；（2）湿蒸汽在过热器中所吸收的热量及内能的变化量。解：（1 ）煤的总发热量Q=143029400=42.042MkJ/hp1=1.4MPa,t1=300C的过热蒸汽的参数：3h1=3040kJ/kg v1=0.1823m/kg取水为定值比热，其的焰值：h0=25X4.1868=104kJ/kg单位蒸汽吸热量：q=h1-h0=2936kJ/kg总吸热量：Q2=mq=29.36MkJ/h Q2锅炉效率：。=——=69.84%Q(2)湿蒸汽的参数V2=0.136m3/kgh2=2708kJ/kg定压过程吸收的热量q=m(h1-hx)=3.32MkJ内能的变化：u=m(:h-p：v)=2.65MkJ

7-13有一废热锅炉，进入该锅炉的烟气温度为ty1=600C排烟温度为ty2=200CO此锅炉每小时可产生ts=100C的干饱和蒸汽200kg,锅炉进水温度为20C,锅炉效率为60%。（1）求每小时通过的烟气量；（2）试将锅炉中烟气的放热过程与蒸汽的吸热过程定性的表示在同一t-s图上。解：ts=100C的干饱和蒸汽的焰： h=2676.3kJ/kg20c水的焰：h0=20*4.186=83.7kJ/kg水的吸热量：q1=200*(2676.3-83.7)=518520kJ/h烟气的放热量：q1q=_q_=864200kJ/h0.6烟气量：myq

CLt8642001.01400=2139kg/hRTmyq

CLt8642001.01400=2139kg/hRT100000V=myv=4128m3/h7-14湿蒸汽进入干度计前的压力p1=1.5MPa,经节流后的压力p2=0.2MPa,温度tz=130C。试用焰婿图确定湿蒸汽的干度。解：节流前后始不变查h-s图得：x=0.978-1温度t=20C,压力p=0.1MPa,相对湿度=70%的湿空气2.5m3。求该湿空气的含湿量、水蒸气分压力、露点、水蒸气密度、干空气质量、湿空气气体常数。如该湿空气在压力不变的情况下，被冷却为10c的饱和空气，求析出的水量。解：（1）水蒸气分压力：根据t=20C,查水蒸气表得对应的饱和压力为ps=0.0023368MPapv=q、psu0.70.0023368:0.00163576MPa含湿量：d=622 pv =622中p；=B-pv B-ps

10.34g/kg(a)露点：查水蒸气表，当pv=0.00163576MPa时,饱和温度即露点t=14.35℃3…v=81.03m/kgTOC\o"1-5"\h\z、一1 3水蒸气密度：P=_=0.01234kg/mmvm干空气质量：\o"CurrentDocument"PaV (105-1635.76)2.5 9Q.ma 2.92RaT 287293kg求湿空气质量m=ma(1+0.001d)=2.95kg湿 空气 气体常数：c287R= =288.8J/(kg•K)1-0.378与10查在t=10C,查水蒸气表得对应的饱和压力为ps=1.228kPa

度即露点t=13.8℃. '' 3…t=25C,vs=43.36m/kg…........»»绝对湿度： pv=tpps=<p/vs30.0115kg/m含湿量：d=622，^=622一JB-pv B-ps9.985g/kg(a)湿空气密度：RaT 287298v=—(19.985g/kg(a)湿空气密度：RaT 287298v=—(10.001606d)= s—(10.0016069.985)p 1053=1.16kg/m一.、、 - 1 1 3干仝气箱度：：a=—二一=1.15kg/mva vPPv=Ps湿空气容积：V=m°va

m v=860010.001d含湿量：d2=622—-=7.73g/kg(a)B-Pv析出水量：mw=ma(d2-d)=7.62g8-2温度t=25C,压力p=0.1MPa,相对湿度中=50%的湿空气10000kg0求该湿空气的露点、绝对湿度、含湿量、湿空气密度、干空气密度、湿空气容积。解：水蒸气分压力：根据t=25C,查水蒸气表得对应的饱和压力为ps=3.169kPapv=*ps=0.5X3.169=1.58kPa露点：查水蒸气表，当 pv=1.58kPa时，饱和温

8-3查表题8—4压力B为101325Pa的湿空气，在温度t1=5C,相对湿度11=60%的状态下进入加热器， 在t2=20c离开加热器。进入加热器的湿空气容积为V1=10000m3。求加热量及离开加热器时湿空气的相对湿度。解：查饱和空气状态参数t1=5℃,ps,1=872Pat2=20C，ps,2=2.337kPa分别计算状态参数：t1=5C,中1=60%时pv1=872X60%=523.2PaPv1

di=622 =3.2g/kg(a)B-Pvihi=1.01t10.001d1(25011.85t1)=13.08kJ/kg(a)在加热器中是等湿过程： d2=d1=3.2g/kg(a)h2=1.01t20.001d2(25011.85t2)=28.32kJ/kg(a)查图得湿空气相对湿度：中2=23%干空气的质量：PaV (101325-523.2)10000m二 二 二a RaT 28727812634kg加热量：q=ma(h2-h1)=12634(28.32-13.08)1.9x105kJpa1V (101300-2337)15ma1= 二 RaT 28729365kg.75kg焰:dc8-5有两股湿空气进行绝热混合，已知第一股气流的V1=15n1/min,11=20C,中1=30%;第二股气流的V2=20n3/min,t2=35C,52=80%。如两股气流的压力均为1013X102Pa,试分别用图解法及计算法求混合后的焰、含湿量、温度、相对湿度。解：图解法略。计算法：查饱和空气状态参数t1=20CPs,1=2.337kPa,h1=Pa2V_(101300-5322)20RaT- 287308ma1h1 ma2h2 =74.34kJ/kg(a)ma1 ma2ma1d1 ma2d2ma1 ma2查图彳导:tc=28.5C中c=73%=17.9g/kg(a)8-6已知湿空气的h=60kJ/kg(a),t=25℃,试用B=0.1013MPa的焰湿图，确定该湿空气的露点、湿球温度、相对湿度、水蒸气分压力。解：露点19c湿球温度20.8℃相对湿度69%Ps=3.167kPa水蒸气分压力Pv=<PPs=2185Pa8-7在容积V=60C的房间内，空气的温度和相对湿度分别为21c及70%。问空气的总质量及焰 kg值各为多少？设当地大气压为 B=0.1013MPa。解：空气21c对应的饱和压力： Ps=2.485kPa31.14kJ/kg(a)31.14kJ/kg(a)水蒸气的分压力：Pv=3Ps=1.7295kPat2=35C,ps,2=5.622kPa,h2=109.4温度21c和相对湿度分别为 70%的空气焰:kJ/kg(a)d1-622：1Ps1B-1ps1=4.37g/kg(a)d2=622—2p^=28.9g/kg(a)B-2Ps248.77kJ/kg(a)干空气的质量：_PaV_(101300-1729.5)60_7c^m— — —70a RaT 287294.8kgmaPmaPaVRaT二242空气的含湿量：Pvd=622 =10.8g/kg⑻B-Pv空气的总质量：m=ma(1+0.001d)=71.5kg空气的焰值： m。h=70.8X48.77=3452.9kJa8-8将温度t1=15℃,中1=60%的空气200m加热到12=35℃,然后送入到干燥器。空气在干燥器总与外界绝热的情况下吸收物料总的水份，离开干燥器的相对湿度增至邛3=90%。设当地大气压力 B=0.1013MPa。试求(1)空气在加热器中的吸热量；(2)空气在干燥器中吸收的水份。解：查表t1=15℃,ps1=1.704kPat2=35C,ps,2=5.622kPa计算状态参数：t1=15C,邛1=60%时Pv1=93=1.02kPaPv1d1=622 =6.33g/kg(a)B-Pv1h1=1.01t10.001d1(25011.85t1)=31.15kJ/kg(a)在加热器中是等湿过程： d2=d1=6.3g/kg(a)h2=1.01t20.001d2(25011.85t2)=51.5kJ/kg(a)查图得湿空气相对湿度:中2=18%干空气的质量：(101300-1020)200287288.6kg加热量:q=ma(h2-h1)=4937.8kJ

干燥器中是绝热过程h3=h2=51.5kJ/kg(a)由Cp3=90%查表得d3=12.64g/kg(a)吸收的水份：mw=ma(d3—d2)=1538.4g8-9某空调系统每小时需要tc=21C,中c=60%的湿空气12000ml。已知新空气的温度t1=5C,cp1=80%,循环空气的温度t2=25C,呼2=70%。新空气与循环空气混合后送入空调系统。设当时的大气压力为0.1013MPa。试求(1)需预先将新空气加热到多少度？(2)新空气与循环空气的流量各为多少(kg/h)?解：已知：t1=5C,中1=80%,t2=25C,Cp2=70%查h-d图可得：h1=15.86kJ/kg(a)d1=4.32g/kg(a),h2=60.63kJ/kg(a)d2=13.93g/kg(a)求tc=21C,中c=60%的水蒸气分压力hc=44.76kJ/kg(a),dc=9.3g/kg(a),Ps1=2.485kPa,Pv1=1.49kPa,求干空气质量：PaV (101300-1490)12000ma= = RaT 28729414195kg/h根据混合空气的焰和含湿量计算公式可得：ma1=6839kg/hma2=7356kg/hh=27.7kJ/kg(a)根据d=d1=4.32g/kg(a)查图得t=17℃8-10为满足某车间对空气温度及相对湿度的要求，需将t1=10C,中1=30%的空气加热加湿后再送入车间，设加热后空气的温度t2=21C,处理空气的热湿比Z=35000试求空气终了时的状态参数

d2、h2、邛2。解：由t1=10C,邛1=30%,6=3500查图得:h2=56kJ/kg(a),d2=13.5g/kg(a),邛2=85%8-11某空调系统每小时需要t2=2lC,中2=60%的湿空气若干(其中干空气质量ma=4500kg/h)o现将室外温度t1=35C,中1=70%的空气经处理后达到上述要求。(1)求在处理过程中所除去的水分及放热量；(2)如将35c的纯干空气4500kg冷却到21C,应放出多少热量。设大气压力 B=101325Pa。解：(1)查h-d图t2=21C,22=60%t1=35C,邛1=70%得h1=99.78 kJ/kg(a)d1=25.17g/kg(a)h2=44.76 kJ/kg(a) d2=9.3g/kg(a)处理过程除去的水分 mw=ma(d1-d2)=71.4kg/h放热量：q=ma(h1-h2)=247.6kJ/h(2)将35c的纯干空气4500kg冷却到21C,放出热量q=macp(t1-t2)=63630kJ8—12已知湿空气的温度t=18C,露点td=8C,试求相对湿度、绝对湿度及含湿量。如将上述湿空气加热至40C,其相对湿度、绝对湿度有何变化？如将其冷却至饱和状态，求其相对湿度与绝对湿度。当时大气压力为0.1013MPa。解：(1)查图得：(2)相对湿度中2=14%Vs=19.5m3/kg「口.一 . 一 2绝对湿度pv2=(p2Mps=——Vs0.0072kg/m3⑶冷却至饱和状态中3=100%饱和温度为8cVs=120.9m3/kg绝对湿度Ps=0.00827kg/m38-13冷却塔中水的温度由 38c被冷却至23C,水流量100X103kg/h0从塔底进入的湿空气参数为温度15C,相对湿度50%,塔顶排出的是温度为30C的饱和空气。求需要送入冷却塔的湿空气质量流量和蒸发的水量。若欲将热水(38C)冷却到进口空气的湿球温度，其他参数不变，则送入的湿空气质量流量又为多少？设大气压力 B=101325Pa。解：查h-d图t1=15C,51=50%t2=30C,甲2=100%得h1=28.45kJ/kg(a)d1=5.28g/kg(a)h2=99.75kJ/kg(a) d2=27.2g/kg(a)由t3=38C和t4=23C,取水的平均定压比热cpm=4.1868kJ/(kg.K)水的焰值：hw3=159.1kJ/kg啊=52%干空气的质量: 3~Vs=65.08m/kgmw3(h啊=52%干空气的质量: 3~Vs=65.08m/kgmw3(hw3—hw4)ma= (h2-h1)-hw4(d2-d1)10二1=一=0.008kg/mVs=90.7x103kg(a)/h送入湿空气的质量d1=622―Pv—=6.7g/kg(a)

B-Pv1m=ma(1+0.001d1)=91.2x103kg/h蒸发的水量mw=ma(d2—d1)m10，=1988kg/h(2)查图湿球温度为9.7C,hw4=40.6kJ/kgmw3(hw3-hw4)ma= Z3(h2-h1)-hw4(d2-d1)10168.3x103kg(a)/h送入湿空气的质量3. „m=ma(1+0.001d1)=169.2x10kg/h8—14某厂房产生余热 16500kJ/h,热湿比z=7000。为保持室内温度t2=27c及相对湿度邛2=40%的要求，向厂房送入湿空气的温度t1=19C,求每小时的送风量为多少千克及厂房的产湿量。大气压力B=101325Pa。解：厂房的余湿,1000h100016500△d= = =2.357kg/h7000查图得h2=49.84kJ/kg,h1=35kJ/kg,d1=6.3g/kg(a)…一 Q送干空气量ma= =1112kg/hh2-h1送风量m=ma(1+0.001d1)=1.12x103kg/h9-1压力为0.1MPa,温度为20c的空气，分别以100、300、500及1000m/s的速度流动，当被可逆绝热滞止后，问滞止温度及滞止压力各多少？解：h1=CnT1=1.01X293=296kJ/kgp2h0=h1+—2当c=100m/s时：khn |0二h0=301kJ/kg,T0=—=298K,p0=p1(~0)Cp T1=0.106MPa当c=300m/s时：h°=341kJ/kg,T°=337.6K,p°=0.158MPa当c=500m/s时：h°=421kJ/kg,T°=416.8K,p°=0.33MPa当c=1000m/s时：h0=796kJ/kg,T°=788.1K,p°=0.308MPa9-2质量流量m=1kg/s的空气在喷管内作定婿流动，在截面1-1处测得参数值p1=0.3MPa,t1=200C,c1=20m/so在截面2-2处测得参数值p2=0.2MPa。求2-2截面处的喷管截面积。解：pc=-p1=0.5280.3=0.1584>0.2MPa采用渐缩喷管。c1=20m/s较小忽略。因此2-2截面处是临界点p2\VT2=T1(匚)k=421Kp1V2二通.P2c2=2kRT1「.zp2x—c2=[1-(——)k]=323m/s1.k-1[ (p1) ]£2="=。.。。185m③c29-3渐缩喷管进口空气的压力 pi=2.53MPa,t1=80C,c1=50m/so喷管背压pb=1.5MPa。求喷管出口的气流速度c2,状态参数v2、t2。如喷管出口截面积f2=1cm2,求质量流量。解：pc=：p1=0.5282.53=1.33<1.5MPa没有到临界。滞止温度：2c1T0=T1+ =354.24K2cpT0上滞止压力：p0=p1(——)k=2.56MPaT1c2=2kRT0M/p2、Vc2= [1-(——)k]=317.5m/sk-1 p0

k1T2=T1(B2)==304K

plRT2 3心v2= =0.058m/kgP2f2c2 3,m= =0.55m/sv2

pc=:p1=0.5280.7=0.37MPa>pb选缩放喷管。2k_JT2=T1(—)k=737K

p12kRc2=. [T1-T2]=985m/s9-4如上题喷管背压pb=0.1MPa。求喷管出口的气流速度及质量流量？解：pc=-p1=0.5282.53=1.33MPa>pb所以渐缩喷管进口截面压力p2=pc=1.33MPa由定婿过程方程可得：（按c1=0处理）k1T2=T1(-p2)~=294K

p1

。RT2%v2= =1.76m/kgP2v2m2f2二 二8.9cmc29-6空气流经一断面为0.1m2的等截面通道，在截面1-1处测得c1=100m/s,p产0.15MPa,t1=100C;在截面2-2处，测得c2=171.4m/s,p2=0.14MPa。(2)(2)c2=a=KKRT2=344m/s。RT2 %v2= =0.0634m/kgP2f2c2 3,m= =0.543m/sv29-5空气流经喷管作定燧流动，已知进口截面上空气参数Pi=0.7MPa,t1=947C,c1=0m/s。喷管出口处的压力p2分别为0.5MPa及0.12MPa,质量流量均为m=0.5kg/s。试选择喷管类型，计算喷管出口截面处的流速及出口截面积。解：（1）p2=0.5MPapc=:p1=0.5280.7=0.37MPa<pb

若流动无摩擦损失，求（1）质量流量；（2）截面2-2处的空气温度；（3）截面1-1与截面2-2之间的传热量。解：（1）质量流量V1= =0.71m3/kgP1fc1m=——=14.08kg/sv1fc20.1171.4 3v2= = =1.22m/kgm14.08T2二理二595KRq=mcpLt=3141kJ/s未到临界，选用渐缩喷管。k1T2=T1(-p2)~=1108Kp1_2kR__.―c2 [T1-T2]=474m/s-k-1。RT2…%v2= =0.636m/kgP2v2m2f2= =6.7cmc2(2)p2=0.12MPa

9-7有p尸0.18MPa,t1=300C的氧气通过渐缩喷管，已知背压pb=0.1MPa。喷管出口直径d2=10mm如不考虑进口流速的影响，求氧气通过喷管的出口流速及质量流量。解：p2=0.1MPapc=:p1=0.5280.18=0.1MPa=pb出口为临界流速cc=12―k—RT1=416.7m/sck1质量流量

k1T2=T1(^2产=484KplRT23心V2= =1.26m/kgP2fcm=—=0.026kg/sv29-8空气通过一喷管，进口压力 pi=0.5MPa,t1=600K,质量流量为m=1.5kg/so如该喷管的出口处压力为p2=0.1MPa,问应采用什么型式的喷管？如不考虑进口流速影响，求定燧膨胀过程中喷管出口气流流速及出口截面积。如为不可逆绝热流动，喷管效率0.95,则喷管气体出口速度及出口截面积各为多少？解：pc=-p1=0.5280.5=0.264MPa>p2所以应采用缩放喷管。(1)出口流速：k1/p2—( )k=0.6314p1k1T2=T1(L产=378.8Kp1

9-9某燃气Pi=1MPat1=1000K,流经渐缩渐扩喷管。已知喷管出口截面上的压力 p2=0.1MPa,进口流速c1=200m/s,喷管效率ri=0.95,燃气的质量流量m=50kg/s,燃气的比热k=1.36,定压质量比热cp=1kJ/(kg.K)0求喷管的喉部截面积和出口截面积。解：进口流速c1=200m/s2c」=20kJ/kg远小于燃气的进口焰cT1=10002 pkJ/kg忽略。出口流速:=0.5436k」T2=T1(均丁=543.6KP1c2=44.72、cp(T1-T2)=955m/sc2=. c2=931m/sV2V2RT2=1.09m3/kgP2k12kRT1「. d2x—nc2 [1-( ) ]=667m/s,k-1 p1

T2=T1-(T1-T2)=566K_k-1R= cp=264.7kJ/(kg.K)kp'V2= 2=1.5m3/kgP2C22=24.5cm(2)C2=,CC22=24.5cm(2)C2=,C2=650m/sT2=T1-(T1-T2)=390K)RT2 3“V2= =1.12m/kgP2mv2 2-'-=25.8cmC2,mv2 2f=—'-=805cmc2(2)喉部流速：pc=0==0.535MPak4Tc=T10k=847.4KCc=kRTc)=552m/sRTc 3Vc= =0.4193m/kgPc喉部截面积',mvc 2f=—‘—=380cmCc9-10水蒸气压力pi=0.1MPa,11=120C以500m/s的速度流动，求其滞止焰、滞止温度和滞止压力。解：pi=0.1MPa,ti=120C时水蒸气焰hi=2716.8kJ/kg,s1=7.4681kJ/(kg.K)滞止焰h0=h1+c2/2=2841.8kJ/kg查表得Po=0.19MPa10=185.7C9-11水蒸气的初参数p1=2MPa,t1=300C,经过缩放喷管流入背压pb=0.1MPa的环境中，喷管喉部截面积20cM。求临界流速、出口速度、质量流量及出口截面积。解：h1=3023kJ/kg,s1=6.765kJ/(kg.K)pc=0.546X2=1.092MPahc=2881kJ/kg,Vc=2.0m3/kgh2=2454kJ/kg,V2=1.53m3/kgCc=44.72h-hc=532.9m/sc2=44.72>1^2=1066.7m/s质量流量m=fmincc=0.533kg/sVcmv2 2 =76.4cm9-12解：h1=3231kJ/kg,节流后s=7.203kJ/(kg.K)h2=3148kJ/kg,V2=0.2335m3/kgpb/p>0.546渐缩喷管ic2=44.72.h]-h2=407.4m/sfc2m= =0.35kg/s9-13解：查表得hz=2736kJ/kg由p1=2MPa等焰过程查表得x1=0.97t1=212.4Ct2-t1130-212.4 = 6=43.4K/MPt2-t1130-212.4p2-p1(0.1-2)109-14解：查表得：h1=3222kJ/kgh2=3066kJ/kgc2=44.72h1-h2=558.6m/sc2=中c2=519m/s动能损失：2(1-::^'：2)—=21kJ/kg2_ . T2_ V29-15解：As=cjn——+Rln==0.199T1v1kJ/(kg.K)(理想气体的绝热节流过程温度相等)用损△ex=h1-h2+T0(s1-s2)=T0As =59.7kJ/kg9-16解：由c0T1+c；/2=CDT2+c2/2得ppT2=T1(-p2)k/(k4)=355KP1c1=V2^cp(T2-T1)+c|/2=337m/s10-1蒸汽朗肯循环的初参数为 16.5MPa550C,V2试计算在不同背压p2=4、6、8、10及12kPa时的热效率。V2解：朗肯循环的热效率hl-h2thl-h3hl为主蒸汽参数由初参数 16.5MPa550c定查表得：h1=3433kJ/kgs1=6.461kJ/(kg.K)h2由背压和s1定查h-s图得：p2=4、6、8、10、12kPa时分另I」为h2=1946、1989、2020、2045、2066kJ/kgh3是背压对应的饱和水的焰查表得。p2=4、6、8、10、12kPa时饱和水分另为h3=121.41、151.5、173.87、191.84、205.29kJ/kg故热效率分别为：44.9%、44%、43.35%、42.8%、42.35%10-2某朗肯循环的蒸汽参数为：t1=500C、p2=1kPa,试计算当p1分别为4、9、14MPa时；(1)初态焰值及循环加热量；(2)凝结水泵消耗功量及进出口水的温差；(3)汽轮机作功量及循环净功；(4)汽轮机的排汽干度；(5)循环热效率。解：(1)当t1=500C,p1分别为4、9、14MPa时初焰值分别为：h1=3445、3386、3323kJ/kg嫡为s1=7.09、6.658、6.39kJ/(kg.K)p2=1kPa(s2=s1)对应的排汽焰h2:1986、1865、1790kJ/kg3点的温度对应于