工程热力学课后作业问题详解chapter9Word格式文档下载.docx
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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
421K
0.6m3/kg
323m/s
0.00185m3
9-3渐缩喷管进口空气的压力p1=2.53MPa,t1=80℃,c1=50m/s。
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:
2.53=1.33<
1.5MPa
没有到临界。
滞止温度:
=354.24K
滞止压力:
=2.56MPa
317.5m/s
=304K
0.058m3/kg
0.55m3/s
9-4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?
2.53=1.33MPa>
pb
所以渐缩喷管进口截面压力p2=pc=1.33MPa
由定熵过程方程可得:
(按c1=0处理)
=294K
c2=a==344m/s
0.0634m3/kg
0.543m3/s
9-5空气流经喷管作定熵流动,已知进口截面上空气参数p1=0.7MPa,t1=947℃,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kg/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。
(1)p2=0.5MPa
0.7=0.37MPa<
未到临界,选用渐缩喷管。
=1108K
474m/s
0.636m3/kg
6.7cm2
(2)p2=0.12MPa
0.7=0.37MPa>
选缩放喷管。
=737K
985m/s
1.76m3/kg
8.9cm2
9-6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,p1=0.15MPa,t1=100℃;
在截面2-2处,测得c2=171.4m/s,p2=0.14MPa。
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。
(1)质量流量
0.71m3/kg
14.08kg/s
(2)=1.22m3/kg
595K
(3)3141kJ/s
9-7有p1=0.18MPa,t1=300℃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。
p2=0.1MPa
0.18=0.1MPa=pb
出口为临界流速
416.7m/s
质量流量
=484K
1.26m3/kg
0.026kg/s
9-8空气通过一喷管,进口压力p1=0.5MPa,t1=600K,质量流量为1.5kg/s。
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,求定熵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η=0.95,则喷管气体出口速度及出口截面积各为多少?
0.5=0.264MPa>
p2
所以应采用缩放喷管。
(1)出口流速:
0.6314
=378.8K
1.09m3/kg
667m/s
=24.5cm2
(2)650m/s
390K
1.12m3/kg
=25.8cm2
9-9某燃气p1=1MPa,t1=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η=0.95,燃气的质量流量50kg/s,燃气的比热k=1.36,定压质量比热cp=1kJ/(kg.K)。
求喷管的喉部截面积和出口截面积。
进口流速c1=200m/s
20kJ/kg远小于燃气的进口焓=1000kJ/kg
忽略。
出口流速:
0.5436
=543.6K
955m/s
931m/s
566K
=264.7kJ/(kg.K)
1.5m3/kg
出口截面积
=805cm2
(2)喉部流速:
0.535MPa
=847.4K
552m/s
0.4193m3/kg
喉部截面积
=380cm2
9-10水蒸气压力p1=0.1MPa,t1=120℃以500m/s的速度流动,求其滞止焓、滞止温度和滞止压力。
p1=0.1MPa,t1=120℃时水蒸气焓
h1=2716.8kJ/kg,s1=7.4681kJ/(kg.K)
滞止焓
h0=h1+c2/2=2841.8kJ/kg
查表得
p0=0.19MPa
t0=185.7℃
9-11水蒸气的初参数p1=2MPa,t1=300℃,经过缩放喷管流入背压pb=0.1MPa的环境中,喷管喉部截面积20cm2。
求临界流速、出口速度、质量流量及出口截面积。
h1=3023kJ/kg,s1=6.765kJ/(kg.K)
pc=0.546×
2=1.092MPa
hc=2881kJ/kg,vc=2.0m3/kg
h2=2454kJ/kg,v2=1.53m3/kg
cc=532.9m/s
c2=1066.7m/s
0.533kg/s
=76.4cm2
9-12解:
h1=3231kJ/kg,
节流后s=7.203kJ/(kg.K)
h2=3148kJ/kg,v2=0.2335m3/kg
pb/p>
0.546
渐缩喷管
c2=407.4m/s
0.35kg/s
9-13解:
h2=2736kJ/kg
由p1=2MPa等焓过程查表得
x1=0.97
t1=212.4℃
43.4K/MPa
9-14解:
查表得:
h1=3222kJ/kg
h2=3066kJ/kg
c2=558.6m/s
=519m/s
动能损失:
21kJ/kg
9-15解:
0.199kJ/(kg.K)
(理想气体的绝热节流过程温度相等)
用损
=59.7kJ/kg
9-16解:
由得
355K
=337m/s
9-17