工程热力学课后作业问题详解chapter9Word下载.docx

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求2-2截面处的喷管截面积。

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

421K

3/kg

323m/s

3

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：

滞止压力：

＝2.56MPa

317.5m/s

＝304K

0.m3/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与质量流量？

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，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与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与出口截面积。

0.7=0.37MPa<

未到临界，选用渐缩喷管。

＝1108K

474m/s

0.636m3/kg

2

0.7=0.37MPa>

选缩放喷管。

＝737K

985m/s

1.76m3/kg

2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。

假如流动无摩擦损失，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，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与质量流量。

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与出口截面积。

如为不可逆绝热流动，喷管效率η＝0.95，如此喷管气体出口速度与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：

1.09m3/kg

667m/s

（2）650m/s

390K

1.12m3/kg

9-9某燃气p1=1MPa，t1＝1000K，流经渐缩渐扩喷管。

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：

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

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℃

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、质量流量与出口截面积。

h1=3023kJ/kg，s1=6.765kJ/（kg.K）

pc×

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

9-12解：

h1=3231kJ/kg，

节流后s=7.203kJ/（kg.K）

h2=3148kJ/kg，v2=0.2335m3/kg

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

℃

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.kJ/（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