工程熱力學(xué)習(xí)題解答6

1、第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!- #- 第六章氣體動(dòng)力循環(huán)思考題1.內(nèi)燃機(jī)循環(huán)從狀態(tài)f到狀態(tài)g（參看圖6-1）實(shí)際上是排氣過(guò)程而不是定容冷卻過(guò)程。試在kv圖和T-s圖中將這一過(guò)程進(jìn)行時(shí)氣缸中氣體的實(shí)際狀態(tài)變化情第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!- #- #答:f到g是一排氣過(guò)程，這是排氣閥門打開(kāi)，氣缸中的氣體由于壓力高于大氣壓力而迅速膨脹，人部分氣體很快排出氣缸。氣體的這一快速膨脹過(guò)程接近絕熱膨脹過(guò)程，如不考慮摩擦則為定爛過(guò)程（卜圖中過(guò)程1-2）,如考慮膨脹時(shí)的內(nèi)部摩擦，則氣缸中氣體的比爛略有增加（下圖中過(guò)程1-2）。2.活塞式內(nèi)燃機(jī)循環(huán)中，如果絕熱膨脹過(guò)程不是在狀態(tài)5

2、結(jié)束（圖6-26）,而是繼續(xù)膨脹到狀態(tài)6（p6=P1），那么循環(huán)的熱效率是否會(huì)提高？試用溫爛圖加以分析。答：按圖2-26所示的循環(huán)，其熱效率為可見(jiàn)，如果繼續(xù)膨脹到狀態(tài)b時(shí)，循環(huán)的熱效率比原來(lái)膨脹5要高一些。3試證明：對(duì)丁燃?xì)廨啓C(jī)裝置的定丿玉加熱循環(huán)和活塞式內(nèi)燃機(jī)的定容加熱循環(huán)，如果燃燒前氣體被壓縮的程度相同，那么它們將具有相同的理論熱效率。證明燃?xì)廨啓C(jī)裝置的定壓加熱循環(huán)表示在TS圖中如圖a）所示活塞式內(nèi)燃機(jī)的定容加熱循環(huán)表示在TS圖b）第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!- - #-燃?xì)廨啓C(jī)定壓加熱循環(huán)理論熱效率可由（6J3）式求得7T第六章

3、氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!- #- #-第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!- #- -內(nèi)燃機(jī)定容加熱循壞理論熱效率可由（6-5）式求得%亠命b）因?yàn)?2,而對(duì)空氣等爛壓縮過(guò)程來(lái)說(shuō)冬空=八，將它代入（b）,因而7?Af=1=1=Jb.p4.在燃?xì)廨啓C(jī)裝置的循環(huán)中，如果空氣的壓縮過(guò)程采用定溫壓縮（而不是定爛壓縮），那么壓氣過(guò)程消耗的功就可以減少，因而能增加循環(huán)的凈功（毗）。在不采用回?zé)岬那闆r下，這種定溫壓縮的循環(huán)比起定爛壓縮的循環(huán)來(lái)，熱效率是提高了還是降低了？為什么？答：采用定溫壓縮是可以

4、增加循環(huán)的凈功（砒）（因?yàn)閴簹鈾C(jī)耗功少了）但是如果不同時(shí)采用回?zé)岬脑?，將?huì)使循壞吸熱最增加（？T）,這是因?yàn)槎貕嚎s終了的空氣溫度低，因而耍把壓縮終了的空氣的溫度加熱到指定的溫度話，定溫壓縮后的吸熱帚要比定爛壓縮后的吸熱覺(jué)多。由T-S圖可以看出，采用定溫壓縮后，相當(dāng)于在原定壓縮循環(huán)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)循環(huán)12?2$1，1何該附加的循環(huán)的熱效率低原循環(huán)的熱效率,所以采用定溫壓縮后，如無(wú)回?zé)岱炊鴷?huì)降低燃?xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)的理論熱效率。6-1已知活塞式內(nèi)燃機(jī)定容加熱循環(huán)的進(jìn)氣參數(shù)為內(nèi)二0.1MPa、ti=50C,壓縮比=6，加入的熱量71=750kj/kgo試求循環(huán)的最高溫度、最高壓力、壓升比、循環(huán)的凈功

5、和理論熱效率。認(rèn)為工質(zhì)是空氣并按定比熱容理想氣體計(jì)算。解:活塞式內(nèi)燃機(jī)定容加熱循壞的圖示見(jiàn)a)、b)圖示第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!- #- #-疋=勺=1.4,理論熱效率由(65)式得:z/M=1-r=1-n=r=5116%循環(huán)凈功坯=0%=750 x0.5116=387.7Q/倉(cāng)=661.7LT最高溫度須先求出石，因1t2過(guò)程是等爛過(guò)程，由(3-89)式得因?yàn)?=0r=Go（-互）所以亦忌弋嚴(yán)叮鶯+66瘁=（273.15+50）x（6）L4最高壓力爲(wèi)須先求出呂和心_3過(guò)程是定容過(guò)程，因此即661.71所以=1x614=12.286

6、0r則=2.5786x12.2860=31.6807尿?第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!- - #第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!- #- 6-2同習(xí)題6，但將壓縮比提高到8。試計(jì)算循環(huán)的平均吸熱溫度、平均放熱溫度和理論熱效率。M:如右圖所示4=久(1一心.)=750 x(1-0.5647)=326.475Q/耘1T2過(guò)程是等爛過(guò)程=1x8】=18.3792力=(273.15+50)x=+?；=1.4-118.37927；=742.37&.742.37=1786,92-3過(guò)程是定容過(guò)

7、程1=178694=2.4071742.376t3=Go匚2=0.718x1112.4701=0.6307(鉉Q=幾啟=2.4071x18.3792=44.2401力2彳平均吸熱溫度平均吸熱溫度所以竺一=1189.15/0.6307密竺5Z0.63072=0.5647=56.47%現(xiàn)將兩題結(jié)果進(jìn)行比較02=0-=750-383.7=366.3Q/倉(cāng)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第六章氣體動(dòng)力

8、循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!- - #可知當(dāng)由6T8提咼了33%則4射提咼了7.8%,加降低了3.9%，依.提咼了10.4%：可見(jiàn)提高空氣壓縮比可以提高循環(huán)的平均吸熱溫度，降低循環(huán)的平均放熱溫度，因而可以提高循壞的熱效率。6-3活塞式內(nèi)燃機(jī)的混合加熱循環(huán)，已知其進(jìn)氣壓力為0.1MPa,進(jìn)氣溫度為300K,壓縮比為16,最高壓力為6.8MPa,最高溫度為1980K。求加入每千克工質(zhì)的熱量、壓升比、預(yù)脹比、循環(huán)的凈功和理論熱效率。認(rèn)為工質(zhì)是空氣并按定比熱容理想氣體計(jì)算。解:如右兩圖，己知益x=6.8竝，兀遠(yuǎn)=兀=1980&1）壓升比a：久.=Go(婦一

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)式可循環(huán)熱效率第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!- #- x=64.59%1.402xl.55314-l(1.402-1)+1.4x1.402x(1.553-1)第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!- - 嚴(yán)971.1x0.6459=627.2

10、6kJ!kg6-4按定壓加熱循環(huán)工作的柴油機(jī)，已知其壓縮比=15,預(yù)脹比p=2,工質(zhì)的定爛指數(shù)兒=133。求理論循環(huán)的熱效率。如果預(yù)脹比變?yōu)?.4（其它條件不變），這時(shí)循環(huán)的熱效率將是多少？功率比原來(lái)增加了百分之兒？解:=15，p=2H寸，由（6-6）式可得=53.42%_1.八_1-1_1嚴(yán)_忙一護(hù)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_心廣（=51.57%P1.513311.33（2.4-1）可見(jiàn)在其他條件不變的情況卜，膨脹比pT20%而循環(huán)熱效率I3.5%。p=2=qpf=5%（Zi-）=Cp血y-lj=HpCp?；?/p>

11、（2-1）=“Cp血同樣”=2.4=1創(chuàng)嚴(yán)poD“b=叫2-6.p=2.4=147暢嘆-=14心-nb.p=2欣3S=1.42_._1=1.4x22122.-1=0.3515=35.15%S0.5342可見(jiàn)，提高膨脹比（其他條件不變）雖然會(huì)使循環(huán)熱效率降低，但卻能（提高）增加循環(huán)凈功。6-5某燃?xì)廨啓C(jī)裝置，已知其流量0=8kg/s、增壓比兀=12、升溫比=4,大氣溫度為295Ko試求理論上輸出的凈功率及循環(huán)的理論熱效率。認(rèn)為工質(zhì)是空氣并按定比熱容理想氣體計(jì)算。解:K=q=1.4，石=295x4=1180*燃?xì)廨啓C(jī)膨脹作功rrx02871xll80 x1.4第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你

12、服務(wù)!第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!- #- #=602.734/也壓氣機(jī)壓縮耗功1.4x0.2871x2951.4-11.4(12)E-1第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!- #- #=2370.11羽理論循環(huán)凈功率Ps=w(wTs一”務(wù))=8X(602.73一306.47)=2370.11kW理論循環(huán)熱效率=1一-=1一=50.83%12方q-1第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!- #- #第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為

13、你服務(wù)!- #- #*6-6同習(xí)題6-6。若壓氣機(jī)的絕熱效率如=0.86,燃?xì)廨啓C(jī)的相對(duì)內(nèi)效率h飭=0.88（參看例6-2及圖6-24）,則實(shí)際輸岀的凈功率及循環(huán)的絕對(duì)內(nèi)效率為多少？按空氣熱力性質(zhì)表計(jì)算。解:由（6-6）可知%=295.17Q/倉(cāng)；總=305.37砂/忽蟲(chóng)=1254.34Q/矽；=624.79X/7所以：實(shí)際輸出凈功率循環(huán)的絕対內(nèi)效率=650.25局7農(nóng)h嚴(yán)乓叫”1254.34-624.79x0.88=704.52Q/耘勸(勺旳萬(wàn)一魚(yú))=8x(6.24x0.88一305.37/0.86)=1557.88Tlcs第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!- #- #第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!- - #“久磚-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%第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!第六章氣體動(dòng)力循環(huán)課后答裳網(wǎng)，用心為你服務(wù)!6-7已知某燃?xì)廨啓C(jī)裝置的增壓比為9、升溫比為4,大氣溫度為295K：如果采用回?zé)嵫h(huán)，則其理論熱效率比不回?zé)嵫h(huán)增加多少？認(rèn)為工