工程熱力學(xué)復(fù)習(xí)DOC

1、、名詞解釋 定值比熱容：對(duì)于理想氣體在較低溫的范圍內(nèi)，比熱容受溫度的影響可以忽略，比熱容僅與 氣體原子結(jié)構(gòu)有關(guān)，稱作定值比熱容。理想氣體：理想氣體是一種實(shí)際上不存在的假想氣體，其分子是些彈性的、不具體積的質(zhì)點(diǎn)， 分子間相互沒(méi)有作用力?？赡孢^(guò)程：熱力系在完成一個(gè)過(guò)程后，工質(zhì)若能沿原路線返回原狀態(tài)，并且使外界不留下任 何痕跡的過(guò)程稱作可逆過(guò)程。熵產(chǎn)：熱力系發(fā)生不可逆變化時(shí)，由于不可逆因素而產(chǎn)生的熵的變化稱作熵產(chǎn)。熱量的作功能力損失：熱量在傳遞和轉(zhuǎn)換中，由于不可逆因素的影響使原本能轉(zhuǎn)換為功的部分退化為環(huán)境狀態(tài)下的無(wú)用能的部分稱作熱量的作功能力損失I。孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間不發(fā)生任何能量傳遞和物質(zhì)交

2、換的系統(tǒng)。噴管：使得氣流速度提高，壓力降低截面變化的管道稱作噴管。噴管的臨界狀態(tài)：噴管氣流流速達(dá)到聲速時(shí)的狀態(tài)稱作臨界狀態(tài)。相對(duì)濕度：濕空氣中水蒸氣的分壓力Pv與同一溫度、同樣總壓力的飽和濕空氣中水蒸氣分壓力Ps的比值，稱為相對(duì)濕度o二、單項(xiàng)選擇題1. 絕熱壓縮時(shí)，若工質(zhì)初態(tài)相同，終態(tài)壓力相同，不可逆過(guò)程的V2與可逆過(guò)程的V2s關(guān)系為 A。A. V2 V2s B. V2 v2s C.V2 = v2sD.不能確定2. 由氣體參數(shù)恒定的干管向一絕熱真空剛性容器內(nèi)充入該種理想氣體，充氣后容器內(nèi)的溫度與干管內(nèi)氣體溫度相比，其溫度 B 。A.保持不變B. 升高 C.降低 D.無(wú)法確定3. 由卡諾定理可知

3、，所有可逆熱機(jī)的熱效率D 。A.均相等B.均為t =12TiC .廠1-互1-生 D.兩個(gè)熱源時(shí)均為 廠1-互TiqiT14. 任何理想氣體熱力過(guò)程中，焓變化量均可表示為 _A。2 2A. v CpdTB. q w C. qdT D. h pV5可逆定溫過(guò)程由于溫度不變，理想氣體與外界的熱量交換A.零B.T sC. RgT n1 D. Rg n匕P2V2V28. 技術(shù)功wt =0 h2計(jì)算式使用時(shí)，適用于C。A .理想氣體 B.水蒸氣 C.任何工質(zhì)的絕熱過(guò)程D.任何工質(zhì)的定壓過(guò)程9. 如圖所示，循環(huán)1-2-3-1，其中1-2為定溫，2-3為絕熱，3-1為不可逆的絕熱過(guò)程,則此循環(huán)_B。A.違背

4、熱力學(xué)第一定律C.13q1T110. 熱力系吸熱對(duì)外作功則溫度B.單一熱源循環(huán)不能工作D. t =12T1A. 一定上升B.一定下降C.溫度不變D.變化取決于Q、W11.水蒸氣經(jīng)過(guò)絕熱節(jié)流后A.焓值增大，壓力升高B.焓值不變，熵增大;C.熵減小，壓力下降D.熵不變，壓力升高12.適用于過(guò)程。A.任何工質(zhì)的不可逆.任何工質(zhì)的可逆C.理想氣體的任何.理想氣體的可逆13. 欲使入口為亞聲速的氣流增速至超聲速流動(dòng)范圍時(shí)應(yīng)該使用A.漸縮管 B.漸放管 C.等徑管道 D.縮放管14. 對(duì)蒸汽動(dòng)力循環(huán)改進(jìn)，采用再熱的主要目的是為了C 。A.提高循環(huán)的初參數(shù)B.降低循環(huán)的終參數(shù)C.提高排汽的干度D.減少循環(huán)蒸

5、汽量15. 在p-V圖上有一理想氣體進(jìn)行兩個(gè)任意熱力過(guò)程a-b和a-c,已知b點(diǎn)和c點(diǎn)位于同一條定溫線，但Pb pc，兩個(gè)過(guò)程的熱力學(xué)能變化量大小為CD .無(wú)法比較16.A 可以在朗肯循環(huán)中提高汽輪機(jī)排汽的干度。A .提高初溫B .提高初壓C.降低排汽壓力D .米用回?zé)?7.下列說(shuō)法中正確的是B。A .氣體吸熱時(shí)熱力學(xué)能一定增加。B.氣體被壓縮時(shí)定消耗外功。C .氣體一疋要吸收熱量后才能對(duì)外做功。D.氣體進(jìn)行膨脹時(shí)必須對(duì)其進(jìn)行加熱。1.氣體吸熱后，其熵一疋增大；(V)2.氣體吸熱后溫度一定升高；(X)3.氣體吸熱后熱力學(xué)能一定升咼；(X)4.含濕量大的濕空氣相對(duì)濕度高；(X)5.氣體壓縮時(shí)一定

6、耗功(V)18. 理想氣體從初態(tài)1經(jīng)歷一絕熱壓縮過(guò)程到達(dá)終態(tài)2，該過(guò)程的熱力學(xué)能變化量為A。2 2A. J CvdTB. CpdTC. q-WtD. h - pv19. 水蒸氣經(jīng)過(guò)絕熱節(jié)流后D 。A .熵減小，壓力下降B .熵不變，壓力升高C .焓值增大，壓力升高D .焓值不變，壓力下降20. 隨著壓力的升高，水的汽化潛熱將D 。A .增大B .減小C.不變D .先增加后減小21. 對(duì)蒸氣動(dòng)力循環(huán)改進(jìn)，采用回?zé)岬闹饕康氖菫榱薈 。A .提高排汽的干度B .降低工質(zhì)的平均放熱溫度C .提高工質(zhì)的平均吸熱溫度D .降低排汽的干度22. 某容器工質(zhì)壓力低于環(huán)境壓力，當(dāng)工作中疏忽漏入氣體，則容器上安

7、裝的壓力監(jiān)視儀表讀數(shù)B。A將升高；B.將降低；C.將不變；D.并不能反映該變化。23. 絕熱節(jié)流過(guò)程為D過(guò)程。A .定焓 B .定溫C.可逆D .不可逆24. 欲使入口為亞聲速的氣流增速至超聲速應(yīng)該使用_D。A .漸縮管B.漸放管C.等徑管道D .縮放管25. 不可逆循環(huán)進(jìn)行的結(jié)果是使 D。A .叮ds4B .勺ds：OC.:D .呼ds = O T三、簡(jiǎn)答題1循環(huán)分析中為什么循環(huán)凈功等于循環(huán)凈熱，它們?cè)赥-s圖、p-v圖上是怎么表示的?答：由熱力學(xué)第一定律可知，循環(huán)中狀態(tài)參數(shù)的變化量為零，則有，即循環(huán)中熱量的代數(shù)和等于交換的功的代數(shù)和2.閉口系經(jīng)歷可逆和不可逆兩個(gè)過(guò)程，從同一起點(diǎn)出發(fā)，若到達(dá)

8、某一相同的終態(tài)點(diǎn)，問(wèn)這 兩個(gè)過(guò)程的熵流是否相等？試分析之。-答：當(dāng)初終狀態(tài)一定時(shí)，其過(guò)程中的熵變化量相同，=s可逆二us不可逆，飛可逆，而S不可逆F、Sf r：Sg所以不可逆過(guò)程的熵流小于可逆過(guò)程的熵流。3.簡(jiǎn)要說(shuō)明熱量、功、熱力學(xué)能的區(qū)別與聯(lián)系。答：熱量是熱力系與外界由于溫度不同而傳遞的能量;功是熱力系與外界由于壓力不同而傳遞的能量;熱力學(xué)能是熱力系內(nèi)工質(zhì)由于熱運(yùn)動(dòng)而具有的能量;熱量與功都是過(guò)程量，取決于所經(jīng)歷的過(guò)程;熱力學(xué)能是狀態(tài)參數(shù)，取決于所處的狀態(tài)；傳熱不需要宏觀的相對(duì)位移；作功必然伴隨有宏觀的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。4簡(jiǎn)要說(shuō)明膨脹功、推動(dòng)功、軸功和技術(shù)功四者之間有何聯(lián)系和區(qū)別？請(qǐng)?jiān)趐-V圖上表示膨

9、脹功和技術(shù)功的大小。答：膨脹功（w）是工質(zhì)體積變化產(chǎn)生的功，是熱能轉(zhuǎn)換的基本功。推動(dòng)功（pv）是工質(zhì)在流動(dòng)過(guò)程中所傳遞的功。膨脹功和推動(dòng)功的代數(shù)和為技術(shù)功（wt），它是工程上可以利用的功量。軸功（ws）是指從機(jī)器軸端輸出的有用功，它等于技術(shù)與流動(dòng)工質(zhì)的動(dòng)、位能變化量的代數(shù)和，即 wt 二w-（p2v2 - pv）wt（c；-） g（z2-乙） ws2p-V圖上過(guò)程線在V軸上的投影面積可表示膨脹功的大小，過(guò)程線在p軸上的投影面積可表 示技術(shù)功的大小。5. 卡諾循環(huán)由哪幾個(gè)過(guò)程的組成？由該循環(huán)熱效率計(jì)算公式可得到哪些結(jié)論?答：卡諾循環(huán)組成：可逆定溫吸熱，可逆絕熱膨脹，可逆定溫放熱，可逆絕熱壓縮。其

10、熱效率計(jì)算公式為：=1-巴由該公式可得到下列結(jié)論：1） 卡諾循環(huán)的熱效率僅取決于高溫?zé)嵩吹臏囟群偷蜏責(zé)嵩吹臏囟?，與工質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)，高溫 熱源的溫度愈高，低溫?zé)嵩吹臏囟扔停h(huán)熱效率愈高；2） 卡諾循環(huán)的熱效率只能小于1，不能等于1,更不能大于1,因?yàn)門(mén)2不會(huì)等于0， Ti不會(huì) 為無(wú)窮大；3）T1 -T2時(shí)循環(huán)熱效率等于0，即從單一熱源吸熱而源源不斷地對(duì)外作功的循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)不存 在。6. 試在T-s圖上把理想氣體兩狀態(tài)間熱力學(xué)能及焓的變化表示出來(lái)。2答：1）理想氣體熱力學(xué)能、焓是溫度的單值函數(shù)，則有 山二cv；t二.TdSv二qv2同理，有 Ah =Cpt = TdSp = qp2）7. 請(qǐng)簡(jiǎn)述

11、熵增原理的實(shí)質(zhì)。答：熵增原理的實(shí)質(zhì)：1）闡明了實(shí)際過(guò)程具有方向性，即實(shí)際的熱力過(guò)程總是朝著 使系統(tǒng)總熵增大的方向進(jìn)行，即dSiso 0 o 2 ）指出熱過(guò)程進(jìn)行的限度，即隨著過(guò)程進(jìn)行, 系統(tǒng)內(nèi)部由不平衡向平衡發(fā)展，總熵增大，當(dāng)孤立系統(tǒng)總熵達(dá)到最大值時(shí)過(guò)程停止進(jìn)行，系統(tǒng)達(dá)到相應(yīng)的平衡狀態(tài)，這是時(shí)dSso=0。3）揭示了熱過(guò)程進(jìn)行的條件，即系統(tǒng)熵的減小 必然伴隨著其余系統(tǒng)熵的增加。8. 1 kg某種理想氣體從同一初態(tài)1出發(fā)，分別經(jīng)過(guò)可逆、不可逆絕熱膨脹達(dá)到同一終壓，將此可逆、不可逆過(guò)程表示在同一張 T-s圖上，且說(shuō)明可逆、不可逆過(guò)程相對(duì)位置的理由S2,T2 T2,由于不可逆摩擦產(chǎn)生的熱不能外傳，被

12、系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)吸收，從而熵增大,工質(zhì)溫度升高9 “處于沸騰狀態(tài)的水總是燙手的”這種說(shuō)法是否正確？試根據(jù)熱力學(xué)知識(shí)解釋之。答：這種說(shuō)法是錯(cuò)的。水的沸騰狀態(tài)就是其飽和狀態(tài)，飽和溫度與飽和壓力是單值函數(shù)關(guān)系，當(dāng)壓力很低的沸騰狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度也將很低， 例如：青藏高原大氣壓力很低，70 - 80 C 水就沸騰但不燙手。只有壓力較高對(duì)應(yīng)的溫度較高才可能燙手。“過(guò)熱水蒸氣的溫度是否一定很高？未飽和水是否一定很低？為什么？答：水的沸騰狀態(tài)就是其飽和狀態(tài)，飽和溫度與飽和壓力是單值函數(shù)關(guān)系，當(dāng)壓力很低的狀態(tài)對(duì)應(yīng)的飽和溫度也將很低，只要工質(zhì)溫度高于其飽和溫度就是過(guò)熱蒸汽；同理，當(dāng)壓力很高的狀態(tài)對(duì)應(yīng)的飽和溫度也將很高，而

13、工質(zhì)的溫度低于其飽和溫度就是未飽和水，所 以這種說(shuō)法是錯(cuò)的。10. 朗肯循環(huán)熱效率低主要是什么原因？試結(jié)合循環(huán)的T-s圖分析之。答：朗肯循環(huán)熱效率低下的原因：1)未飽和水低溫預(yù)熱段造成循環(huán)平均吸熱溫度太低；2) 排入凝汽器中的熱量太多，冷源損失大。11. 蒸汽參數(shù)對(duì)蒸汽動(dòng)力循環(huán)有什么影響？分別將引什么趨勢(shì)的變化？答：影響蒸汽動(dòng)力循環(huán)的參數(shù)有P1,t1,P2。當(dāng)循環(huán)中提高進(jìn)氣壓力P1，其他參數(shù)保持不動(dòng)時(shí)，會(huì)使得排氣干度下降，平均吸熱溫度提高，循環(huán)效率提高，但對(duì)汽輪機(jī)組安全運(yùn)行不利；當(dāng) 循環(huán)中提高進(jìn)氣溫度t1，其他參數(shù)保持不動(dòng)時(shí)，會(huì)使得排氣干度升高，平均吸熱溫度提高， 循環(huán)效率提高，但是工質(zhì)溫度的

14、提高要求鍋爐使用的金屬材料的耐熱溫度提高，所以溫度的 提高也是受限的；當(dāng)循環(huán)中降低排氣壓力 P2，其他參數(shù)保持不動(dòng)時(shí)，會(huì)使得循環(huán)平均放熱溫 度降低，循環(huán)凈功增大，循環(huán)效率大幅提高，但排氣壓力降低受環(huán)境溫度限制12. 蒸汽動(dòng)力循環(huán)若改變其初參數(shù)將會(huì)使得循環(huán)發(fā)生變化，試分析當(dāng)初溫提高，初壓、終壓保持不變時(shí)的循環(huán)特點(diǎn)，同時(shí)繪制水蒸氣T-S圖加以分析。答：蒸汽動(dòng)力循環(huán)若保持初壓、終壓不變，改變其初溫ti，若提高ti將使得循環(huán)在更高的過(guò)熱溫度下進(jìn)入汽輪機(jī)，使得循環(huán)的平均吸熱溫度提高T1，排汽干度值x2上升，循環(huán)熱效率t提高。ACf答：由管道流動(dòng)的特征方程=(Ma2 -1)-dCf可知，噴管截面的變化規(guī)律

15、為：Acf1 )當(dāng)Ma ：1，氣流在噴管中為亞聲速流動(dòng)，dA ：0,氣體截面收縮，噴管截面為漸縮型。2) 當(dāng)Ma 1，氣流在噴管中為超聲速流動(dòng)，dA 0，氣體截面擴(kuò)張，噴管截面為漸擴(kuò)型。3) 如果工質(zhì)在噴管內(nèi)從亞聲速連續(xù)增加至超聲速，則氣體從Ma ：1連續(xù)加速到Ma 1，所以噴管截面先縮小后擴(kuò)大成縮放型，中間有一最小截面，稱為臨界截面，此處Ma=1。14.計(jì)算噴管流速時(shí)，若存在摩阻時(shí)仍然可以采用Cf2 = ._2(h1 -h2)公式，那么摩阻損耗表現(xiàn)在哪里？有摩阻時(shí)的膨脹終狀態(tài)焓是如何確定的？繪制分析過(guò)程的h-s圖。設(shè)為已知值。答：噴管流速計(jì)算公式Cf2 -.2(6 -h2)是由熱力學(xué)第一定律

16、能量方程推得， 故適用于噴管 流速計(jì)算的任何情況。當(dāng)有摩阻損失，由于熱力系與外界絕熱，工質(zhì)膨脹至P2時(shí)焓降升為h2。計(jì)算存在摩阻的流速時(shí)只需將h2替代h2即可h22 (- dm h2)15何謂噴管的臨界狀態(tài)？噴管的臨界流速與哪些因素有關(guān)？試分析之。答：噴管中的氣流速度達(dá)到聲速時(shí)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)就是臨界狀態(tài)。噴管的臨界流速與工質(zhì)的種類(lèi)有關(guān)，與噴管入口狀態(tài)有關(guān)，Cfcr5W，當(dāng)氣體k值一定，入口狀態(tài)一定，彳二1什么時(shí)候達(dá)到聲速即確定了。16. 簡(jiǎn)要說(shuō)明未飽和濕空氣所含的水蒸氣處于何狀態(tài)？答：處于過(guò)熱蒸氣狀態(tài)。因?yàn)槲达柡蜐窨諝馐侵笣窨諝庵羞€能吸收水分，水蒸氣還沒(méi)有達(dá)到飽和，此時(shí)水蒸氣的分壓力還未達(dá)到所對(duì)應(yīng)

17、溫度下的飽和壓力。17. 已知濕空氣由未飽和狀態(tài)，經(jīng)一分壓力不變的過(guò)程達(dá)到飽和狀態(tài)，試分析圖中經(jīng)歷的1、2、3狀態(tài)點(diǎn)的相對(duì)濕度、含濕量、露點(diǎn)溫度的相對(duì)大小并繪制相應(yīng)的T-s圖。答：由題意可知，當(dāng)濕空氣中水蒸氣分壓力相等，各狀態(tài)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飽和溫度相等，露點(diǎn)溫度都一樣，1，2，3點(diǎn)溫度如圖所示，其對(duì)應(yīng)的飽和壓力Ps1 Ps2 Ps3，因此有1:：2 ：3；d1 = d2 = d3。18. 如圖所示，濕空氣中水蒸氣的 T-s圖，A、B兩點(diǎn)在同一條等壓線上，試在圖上標(biāo)出兩 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的濕空氣露點(diǎn)溫度；A、B兩點(diǎn)溫度對(duì)應(yīng)下的飽和壓力；該兩點(diǎn)的濕空氣溫度是否相 同？答：由題意可知，當(dāng)濕空氣中水蒸氣分壓力相等，各

18、狀態(tài)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的飽和溫度相等，露點(diǎn)溫度都一樣，如圖所示，其對(duì)應(yīng)的飽和壓力PsA PsB，因此有 Ta Tb四、繪圖題1. 在P-V圖、T-s圖上，表示出下列過(guò)程:1) 工質(zhì)膨脹、放熱且降溫；2) 工質(zhì)壓縮、降溫且降壓。要求：1)2. 下面給出了多變過(guò)程1-2,1-3，請(qǐng)?jiān)诳瞻椎膒-v圖、T-s圖上補(bǔ)全相應(yīng)的曲線。 在圖中標(biāo)注出四個(gè)基本熱力過(guò)程的多變指數(shù)n；2)說(shuō)明各過(guò)程中工質(zhì)是膨脹還是壓縮，吸熱還是放熱，升溫還是降溫。1)1-2過(guò)程為放熱、升溫、壓縮、升壓。2） 1-3過(guò)程為吸熱、升溫、膨脹、降壓。3何謂循環(huán)的平均吸熱溫度、平均放熱溫度？以朗肯循環(huán)為例，在T-s圖上表達(dá)解釋之。（熱動(dòng)、集控、核電專

19、業(yè)必做題）答：當(dāng)循環(huán)吸熱、放熱過(guò)程不是定溫時(shí)，為了分析方便可以將吸熱、放熱曲線下所圍面積折合為定溫過(guò)程，此時(shí)的溫度即為平均吸熱、放熱溫度，Ti = q1 亍2 二 q2。 g二 s24.現(xiàn)有兩狀態(tài)不同的濕空氣，但其水蒸氣分壓力相等pVA = pvB , A狀態(tài)的濕空氣溫度高于B 狀態(tài)的，即Ta Tb，請(qǐng)分析比較兩狀態(tài)相對(duì)濕度的大小，并繪制濕空氣的T-s圖。（暖通、制冷專業(yè)必做題）答：1）濕空氣的相對(duì)濕度二匹，當(dāng)濕空氣溫度不同時(shí)對(duì)應(yīng)的飽和壓力PsPs 不同，TaTbS五、計(jì)算題1. 3 kg某種理想氣體在剛性容器中定容吸熱360kJ，容器上裝有攪拌器，同時(shí)輸入攪拌功440kJ，若過(guò)程中氣體的平均

20、比熱容 Cp =1.114kJ/(kg.k)，c. = 0.924kJ/(kg.k)，已知初態(tài)溫度X =280 C。試求：1)容器中氣體的終態(tài)溫度；2)過(guò)程中氣體的AUJHJS。解：1 )由 Q 二 Qv Ws ：U = 360 440 = 800kJU 二 mC/(t2 -打)t t1800280 =568.6 Cmcv3 0.9242) U =800 kJH =mcp(t2 _t|) =3 1.114 (568.6-280) =964.5kJT2568.6 + 273 S-mcJn 2=3 0.9241n1.164kJ/kg“ T1280+2732. 某閉口系經(jīng)歷一過(guò)程使得熵變化 S2 -

21、s35kJ/(kg.K)，該過(guò)程是個(gè)吸熱過(guò)程，工質(zhì)從300K熱源獲得熱量6000kJ/kg，試問(wèn)：1) 此過(guò)程是可逆、不可逆、還是不可能發(fā)生的過(guò)程？2) 分析該過(guò)程工質(zhì)的熵流、熵產(chǎn)分別為多少？解：1)若過(guò)程是可逆的話該吸熱過(guò)程熵的變化即為熵流&q 6000肆 I八：s20(kJ/kg.K);T 300該過(guò)程“s =35kJ/(kg.K)= 20kJ/(kg.K),過(guò)程為不可逆過(guò)程。2)：sg = s -，s = 35 -20 = 15kJ/(kg.K)，:sf = ：s = 20kJ / (kg.K)3 .某理想氣體吸收3349kJ的熱量作定壓變化。設(shè)該理想氣體定容比熱cv =0.741kJ/

22、(kg.K)，氣體常數(shù)為 Rg =297 J/(kg.K)，求氣體對(duì)外作的功及熱力學(xué)能的改變量。解：1) 由 Qp = qmCp(t2 -tj =3349kJcp 齊 =0.7410.297qmt -切旦cp33490.7410.297= 3226.402) Wp =qmRg(t2 t1)=0.297 3226.40 =958.24kJ3) 3) ：U =qmcv(t2 打)=0.741 3226.40 = 2390.76kJ4 . 1kg空氣，口 =1MPa, T900K，絕熱膨脹到p0.1MPa。設(shè)定容比熱容為G =718J/(kg K)，絕熱指數(shù)=1.4。求空氣的熱力學(xué)能的改變量U和焓變

23、化量AH 。解:D 30 1T2 =( 2) Ti =()1.4 900 =466.15KPi1cp-U = cv(T2 -TJ = 718 (466.15 - 900) - -311.504kJcp =， cCv：H 二cP(T2 -)八5 T 2T d U 二 1.4( 311.= 504)kJ36. 1065.某儀表測(cè)試系統(tǒng)需要恒定溫度的氣流掠過(guò)， 采取下列措施實(shí)現(xiàn)，用換熱器將壓力為101kPa流量為0.5kg/s的空氣從24C冷卻到10C，再與0.2kg/s 、30C，壓力同為101kPa的空氣流混合進(jìn)入風(fēng)管掠過(guò)儀表，求冷卻器的散熱率kJ/s和風(fēng)管內(nèi)的氣流溫度。解：1)取冷卻器為開(kāi)口系

24、Q =qm1(hi h2)=qm1Cp(T1 T2)=0.5 1.004(24 -10) =7.03kJ/s = 7.03KW2) 取混合器為開(kāi)口系qm1 = qm2； qm4 = qm2 qm3qm4h4 qm2h2 qm3h3一qm2h2qm3h34皿2 7皿3%4qm4qm2 +qm3二 252.63K二-20.5 C0.5 283 0.2 3030.5 + 0.26已知一可逆熱機(jī)有3個(gè)熱源，溫度分別為207C, 107C, 87C，當(dāng)熱機(jī)從207C的熱源吸 入1296kJ的熱量時(shí)，對(duì)外輸出凈功 232kJ，求：1) 其它2個(gè)熱源的熱量，并確定方向；2)熱機(jī)的熱效率。解：根據(jù)熱力學(xué)第一定

25、律，得Q Q2 Q W根據(jù)熵增原理，且為可逆過(guò)程，Q1顯亠0T2T3Q1 二 1296kJ, T； = 207 273 二 480K,T2 =107 273 = 380K, T3 = 87 273 = 360K得 Q2=T748kJ （放熱）Q3 -684kJ （吸熱）232Q1Q31296 684= 11.7%7. 高溫?zé)嵩礈囟葹?00K,工質(zhì)溫度為300K,從高溫?zé)嵩聪蚬べ|(zhì)傳熱500kJ。試求:1）溫差傳熱引起的熵產(chǎn)；2）過(guò)程中不可逆性使熱量的作功能力損失了多少？（環(huán)境溫 度為27C ） 3）繪制該過(guò)程的T-s圖。（比熱為定值，環(huán)境溫度為27C。）解：1）溫差傳熱引起的熵產(chǎn)，取熱源、工質(zhì)為

26、孤立系熱源的熵變化-Q 500：Sr0.625k J / KTr 800工質(zhì)的熵變化.S501.667J/K300 ：SiSo 二-0.625 1.667 = 1.042k J/KI =T0 . Siso =300 1.042 =312.6kJ253(17 273) - 253Q2W。W。Q2竺叫 17.12kW6.8 36008. 若從溫度為253K的低溫?zé)嵩磳?19000kJ/h的熱量排向溫度為17C的環(huán)境大氣。試求1）理想情況下制冷機(jī)需要消耗的功率；2）每秒排向大氣的熱量；3）若工質(zhì)為理想氣體，將逆向循環(huán)表示在 T-s圖上 解：1）理想情況的逆循環(huán)即為逆卡諾循環(huán) = 6.83600419

27、0002) Q1 =Q2 Wo17.12 =133.51kJ/s290 f23強(qiáng)s9. 空氣進(jìn)入一漸縮型噴管，已知噴管進(jìn)口的參數(shù)=5MPa,t450 C,問(wèn)1）氣體在噴管中膨脹可能達(dá)到的最低壓力為多少 ？2）若外部空間壓力為1.5 MPa，試確定噴管的出口的狀態(tài)參數(shù)及氣體出口流速;3）若出口截面為20mm求每秒鐘流過(guò)的氣體流量為多大？。解：1）空氣在漸縮噴管內(nèi)能夠達(dá)到的最低膨脹壓力為臨界壓力Per - Pi： cr = 5 0.528 = 2.64M P a2)當(dāng) Pb =1.5MPa ： pcr時(shí),出口壓力為臨界壓力 p2 二 Pcr = 2.64MPaTcr(皿)匸；=(450 273)(

28、0.528)匸；602.4329.4 CPic2cr = .2(h| -hcr)2 1.004(450 -329.4) 1000 = 492m/s3)V2Per287 602.42.64 106=0.0655m3/kg20 漢 10492,qm _ qmmax -_ 0.15kg/s0.065510. 漸縮型的噴管進(jìn)口為壓力2.5MPa ,溫度400C的水蒸氣，試確定該噴管可能達(dá)到的最大 出口流速；若出口截面為10cm2則可通過(guò)的最大流量。解：1） Pcr =2.5 0.546 =1.365MPa,漸縮噴管可能達(dá)到的最低壓力為p?二Pcr = 1.365MPa,因 此流速達(dá)到聲速；2)查得參數(shù)

29、：h1 = 3237.5kJ/kg, h?= 3055kJ/kg,Vcr =0.20m3/kg 允許有誤差3) qm Tcr10 10-4 6040.20C2 二 Ccr = h - her 二.(3237.5 - 3055) 1000 = 604m/s-3.02kg/s3水蒸氣進(jìn)入一漸縮噴管，已知噴管進(jìn)口的蒸氣參數(shù)P5MPa,t450C，求：1）水蒸氣在噴管中膨脹可能達(dá)到的最低壓力為多少？2）若外部空間壓力為1.5MPa，試確定噴管的出口流速；3）若噴管工作時(shí)間長(zhǎng)了出口處有磨損，在出口處截去一小段，其它條件不變，出口流速為多大？試分析之。解：1）蒸汽在漸縮噴管內(nèi)能夠達(dá)到的最低膨脹壓力為臨界壓

30、力Pw 二 pver =5 0.546 = 2.73MPa2）當(dāng) Pb =1.5MPa :： Per 時(shí)，出口壓力為臨界壓力 P2 二 Per =2.73MPa0 = 3315kJ/kg, h2 二生=3134kJ/kge2er = J2（h匚her j = ,.；2（3315匚3134廠1000600m/ s3）由于進(jìn)出口狀態(tài)參數(shù)不變，截去一小段后，由于背壓低于臨界壓力在出口處仍處于臨界 狀態(tài)，出口流速仍為臨界速度。11. 水蒸氣進(jìn)入一漸縮噴管，已知噴管進(jìn)口的蒸氣參數(shù)pi =5MPa,ti =450 C,噴管外部空間壓力為1.5MPa，試確定：1j噴管的臨界壓力；2j噴管的流速；3）在h-s

31、圖上繪制噴管中蒸汽的膨脹過(guò)程。解：1）蒸汽在漸縮噴管內(nèi)能夠達(dá)到的最低膨脹壓力為臨界壓力Per 二 P1 er = 5 0.546 二 2.73M P a2）當(dāng) Pb =1.5MPa ： Per時(shí),出口壓力為臨界壓力 p2 二 per =2.73MPam =3 3 1k5J/kg2 =her =3 1 3k4J/k gC2cr =2（抽 - her：?2（3 3 1 53 1 3j4 1 0 0 0 6 0 m / s3j h-s 圖12. 某漸縮噴管出口截面面積10亦，噴管進(jìn)口的空氣壓力2MPa，溫度127C，出口處背壓為1.5 MPa，若空氣可作為理想氣體，比熱容取定值，且eP =1.004

32、 kJ/（kg Kj，試確定：1j噴管出口的壓力、溫度、比體積；2j噴管出口的流速、流量。解: 1） Per = er P1 =0.528 2 =1.056 MPa ： Pb =1.5 MPa彳 1.4 j2) T2 =(比)珂15)方 (127 273) =368.4 K Pi2P230.287 10368.41.5 106二 0.0705 m3 / kgCf2 二 2Cp二T2 = 2 1004(127273) -368.4 = 251.89m/sqmA?CfV210 10，251.890.0705=3.57 kg /s13. 某蒸氣機(jī)組采用朗肯循環(huán)，鍋爐過(guò)熱蒸氣壓力5MPa、溫度500C，經(jīng)過(guò)主汽閥節(jié)流后獲得4.5MPa的過(guò)熱蒸氣，然后進(jìn)入汽輪機(jī)絕熱膨脹作功，汽輪機(jī)排汽壓力為0.005MPa，若考慮水泵耗功。（已知h2, = 137.77kJ/kg）1）繪制朗肯循環(huán)的T-S圖；2）在h-s圖上表示出蒸汽在主汽閥處的節(jié)流、汽輪機(jī)內(nèi)絕熱膨脹作功的過(guò)程;3）求該循環(huán)每千克工質(zhì)的吸熱量、循環(huán)凈功和循環(huán)的熱效率。解:q h1 - h4 =34322-142.765 =3289.435kJ/kgwT =0，-h2 =3432.2 -2136 =1296.2kJ/kg3W