工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案(第九章)第五版供參習(xí)

#頁腳內(nèi)容9」壓力為O.IMPa,溫度為20C的空氣，分別以100、300、500及1000m/s的速度流動,當(dāng)被可逆絕熱滯止后，問滯止溫度及滯止壓力各多少？解：hi=cpTl=1.01X293=296kJ/kgho=hi+—2當(dāng)c=100m/s時：hT—lio=301kJ/kg,To=—=298K,pQ=門（丄）“】=0.106MPa5A當(dāng)c=300m/s時：ho=341kJ/kg,To=337?6K,po=O.158MPa當(dāng)c=500m/s時：lio=421kJ/kg,T°=416?8K,p0=0.33MPa當(dāng)c=1000m/s時:lio=796kJ/kg,T°=788?1K,p0=0.308MPa9-2質(zhì)量流量m=lkg,s的空氣在噴管內(nèi)作定嫡流動，在截面1-1處測得參數(shù)值pi=0.3MPa,tl=200°C,cl=20ni/So在截面2?2處測得參數(shù)值p<=0?2MPa。求2?2截面處的噴管截面枳。解：p=pp\=0.528x0.3=0.1584>0.2MPa采用漸縮噴管。cl=20m/s較小忽略。因此2-2截面處是臨界點r=n（￡i）v=421KplRT2~P2=0.6m3RT2~P2=0.6m3/kg[l_（2）T]=323m/spl}2xni=0.00185m3c29-3漸縮噴管進II空氣的壓力pi=2.53NIPa,tl=80°C,cl=50m/s°噴管背壓pb=l?5MPa。求噴管出II的氣流速度c2,狀態(tài)參數(shù)v2.t2o如噴管出II截面積￡2=lcnr,求質(zhì)量流量。解：pc=pp\=0.528x2.53=1.33<1.5MPa沒有到臨界。滯止溫度：70=n+-^-=354.24K2Cp

滯止壓力：pO="1（——嚴=2.56MPac〕2kRT0“丿2、罕=C2勺冇[1一（気尸]~7.5趾p2—T2=n（-^—）k=304K"1RT2v2==0.058m3/kgP2f2c2m==0.55m3/sv294如上題噴管背壓pb=O.IMPao求噴管出II的氣流速度及質(zhì)量流量?解：p=pp\=0.528x2.53=1.33MPa>pb所以漸縮噴管進II截面壓力p2=R=1.33MPa由定嫡過程方程可得：（按cl=0處理）卩2—T2=71（-*—）A=294K刃c2=a=JKRT2=344msRT2v2==0.0634m3/kgP2/n=Z^=0.543m3/sv29-5空氣流經(jīng)噴管作定矯流動，已知進II截面上空氣參數(shù)P1=0.7NIPa,tl=947°C,cl=0m/s。噴管出II處的壓力p2分別為0.5MPa及0.12MPa,質(zhì)量流量均為用=0.5kg/s。試選擇噴管類型，計算噴管出口截面處的流速及出「1截面積。解:(1)p2=0?5MPapc=Ppi=0.528x0.7=0.37MPa<pb未到臨界，選用漸縮噴管。卩2—T2=n(—)k=1108K刃2kR[T1-T2]=474in'sf2=RT2~P1=0.636m3/kgv2xm2kR[T1-T2]=474in'sf2=RT2~P1=0.636m3/kgv2xm、=6.7cnrc2(2)p2=0?12MPapc=Ppi=0.528x0.7=0.37MPa>pb選縮放噴管。p2—T2=n(—)k=737K"12kR[T1-T2]=985m/sf2=RT2~P1=1.76m3/kgv2x2kR[T1-T2]=985m/sf2=RT2~P1=1.76m3/kgv2xincl=8.9cnr9-6空氣流經(jīng)一斷面為0?lm＜的等截面通道，在截面1」處測得c1=1OOiiis,pi=0.15MPa,tl=100C：在截面2-2處，測得c2=171.4m/s,p2=0.14MPao若流動無摩擦損失，求(1)質(zhì)量流量；(2)截面2?2處的空氣溫度:(3)截面與截面2?2之間的傳熱量。解:(1)質(zhì)量流量TOC\o"1-5"\h\ztRT1”vl==0.71m3/kgPl?fclm=-—=14.08kg/svlz、cfc20.1X171.4―(2)v2===1.22m3/kgm14.08?…p2v2T2==595KR(3)q=mepN=3141kJ/s9-7有p】=0.18MPa,tl=300°C的氧氣通過漸縮噴管，已知背壓pb=0.1MPao噴管出II直徑d2=10mm。如不考慮進II流速的影響，求氧氣通過噴管的出丨1流速及質(zhì)量流量。解：p2=0.1MPapc=Ppi=0.528x0.18=0.1MPa=pb出丨I為臨界流速質(zhì)量流量r2=n(￡2^=4g4KplRT2v2=7T=L26m3/kg

fcm=-—=0.026kg/sv29一8空氣通過一噴管，進II壓力pi=0.5MPa,tl=600K,質(zhì)量流量為lh=1.5kg/So如該噴管的出II處壓力為p2=0.1MPa,問應(yīng)采用什么型式的噴管？如不考慮進II流速影響，求定矯膨脹過程中噴管出II氣流流速及出丨1截面枳。如為不可逆絕熱流動，噴管效率n=0.95,則噴管氣體出口速度及出口截面積各為多少？解：=01八=0.528x0.5=0.264MPa>p2所以應(yīng)采用縮放噴管。(1)出「I流速：r\1(―)~=0.6314刃?2—T2=71(—)k=378.8K刃RT匕=——=-=1.09m3/kg-Pr警［Ik-1以戸］警［Ik-1以戸］=667趾pl=24.5cm2(2)c2=y［rjc2=650nrs人=71—爪71—72)=390K=1.12m3=1.12m3/kg=—--P.9-9某燃氣p尸IMPa,tl=1000K,流經(jīng)漸縮漸擴噴管。己知噴管出丨I截面上的壓力p尸0?IMPa,進II流速cl=200nis,噴管效率n=0.95,燃氣的質(zhì)屋流量歷=50kg/s,燃氣的比熱k=1.36,定壓質(zhì)量比熱cp=lkJ/(kg.K)o求噴管的喉部截面積和出II截面枳。解：進口流速c1=2OOiii'S=20kJ,kg遠小于燃氣的進II焰cjl=1000kJ/kg忽略。出11流速:

°E(―)―=0.5436卩2—T2=n(^—)A=543.6K刃c2=44.72Jcp(門一7*2)=955ni/sc2=y[ric2=931nVs人=門-〃(門-T2)=566KkR=cp=264.7kJ/(kg.K)k,RT；遽=戸-=1.5nr/kg出11截面枳r/MV2,f=—；—=805cm2C2(2)喉部流速：Pc=即\=0.535MPa*-iT=n/?~=847.4Kc(.=JkRG=552EsVc_RTVc_RTc~T=0.4193m3/kg喉部截面枳f=警=380cnr9」0水蒸氣壓力pi=O.IMPa,ti=120°C以500m/s的速度流動，求其滯止*含、滯止溫度和滯止壓力。解：P1=O.IMPa,ti=120r時水蒸氣焰hi=2716.8kJ/kg,sl=7.4681kJ/(kg.K)滯止焰ho=hi+c2/2=2841.8kJ/kg查表得p0=0.19MPato=185.7oC9J1水蒸氣的初參數(shù)P1=2MPa,t】=30(TC,經(jīng)過縮放噴管流入背壓pb=O.IMPa的壞境中,噴管喉部截面積20cm-o求臨界流速、出口速度、質(zhì)量流量及出「1截面積。解：hi=3023kJ/kg,sl=6.765kJ/(kg.K)pc=0.546X2=1.092MPalic=2881kJ/kg?vc=2.0m3/kg112=2454kJ/kg,vz=1.53m3/kgQ=44.72J/九-I—=532.9ni/sc2=44.72^/^—h2=1066.7m/s質(zhì)量流量f.cm=J=0.533kg/sVc“竺=76心C29-12解：ln=3231kJ/kg,節(jié)流后s=7.203kJ/(kg.K)112=3148kJ/kg,￥2=0.2335m3/kgp』p>0?546漸縮噴管c2=44.72^/^—h2=407.4in's/w=Z^=0.35kg/sV.9?13解：查表得112=2736kJ/kg由pi=2MPa等熔過程查表得xl=0.97tl=212.4°Ct2-tl(0.1—2)x10°9J4解:查表得：hi=3222kJ/kg112=3066kJ/kgc2=44.72^/^—h2=558.6m/sc2=(pc2=519