1、工程热力学课后作业问题详解chapter99-1压力为0.1MPa,温度为20的空气,分别以100、300、500与1000m/s的速度流动,当被可逆绝热滞止后,问滞止温度与滞止压力各多少?解:h1=293=296kJ/kgh0=h1+当c=100m/s时:h0=301 kJ/kg,T0298K,0.106 MPa当c=300m/s时:h0=341 kJ/kg,T0337.6K,p0当c=500m/s时:h0=421 kJ/kg,T0416.8K,p0当c=1000m/s时:h0=796 kJ/kg,T0788.1K,p09-2质量流量kg/s的空气在喷管作定熵流动,在截面1-1处测得参数值p
2、1= 0.3MPa,t1200,c1=20m/s。在截面2-2处测得参数值p20.2MPa。求2-2截面处的喷管截面积。解:0.15840.2 MPa采用渐缩喷管。c1=20m/s较小忽略。因此2-2截面处是临界点421K3/kg323m/s39-3渐缩喷管进口空气的压力p1= 2.53MPa,t180,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=1.33pb所以渐缩喷管进口截面压力p2pc1.33 MPa由定熵过程方程可得:按c10处理294Kc2a344 m/s0.0634 m3/k
3、g0.543 m3/s9-5空气流经喷管作定熵流动,进口截面上空气参数p1= 0.7MPa,t1947,c1=0m/s。喷管出口处的压力p2分别为0.5 MPa与0.12 MPa,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=0.37 MPa pb选缩放喷管。737K985 m/s1.76 m3/kg22的等截面通道,在截面1-1处测得c1=100m/s,p1= 0.15MPa,t1100;在截面2-2处,测得 c2=171.4m/s,p20.14MPa。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。解:
4、1质量流量0.71 m3/kg14.08 kg /s21.22 m3/kg595K33141kJ/s9-7有p1= 0.18MPa,t1300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。解: p20.1 MPa0.18=0.1 MPa =pb出口为临界流速416.7 m/s质量流量484K1.26 m3/kg0.026 kg /s98空气通过一喷管,进口压力p1= 0.5MPa,t1600K,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
5、,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0.95,如此喷管气体出口速度与出口截面积各为多少?解:0.5=0.264 MPa p2所以应采用缩放喷管。(1)出口流速:1.09 m3/kg667m/s2(2)650 m/s390 K1.12 m3/kg29-9某燃气p1= 1MPa,t11000K,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c1200m/s,喷管效率0.95,燃气的质量流量50kg/s,燃气的比热k1.36,定压质量比热cp1kJ/(kg.K)。求喷管的喉部截面积和出口截面积。解:进口流速c1200m/s20 kJ/kg
6、远小于燃气的进口焓1000 kJ/kg忽略。出口流速:955m/s931 m/s566 K264.7 kJ/(kg.K)1.5 m3/kg出口截面积805cm2(2)喉部流速:0.535 MPa552m/s0.4193 m3/kg喉部截面积380cm29-10水蒸气压力p1= 0.1MPa,t1120以500m/s的速度流动,求其滞止焓、滞止温度和滞止压力。解:p1= 0.1MPa,t1120时水蒸气焓h1=2716.8 kJ/kg,s1=7.4681 kJ/(kg.K)滞止焓h0= h1+c2/2=2841.8 kJ/kg查表得p0=0.19 MPat09-11水蒸气的初参数p1= 2MPa
7、,t1300,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。解:h1=3023 kJ/kg,s1=6.765 kJ/(kg.K)pc2=1.092 MPahc=2881 kJ/kg,vc=2.0 m3/kgh2=2454 kJ/kg,v2=1.53 m3/kgcc=532.9 m/sc2=1066.7 m/s质量流量0.533 kg /s29-12解:h1=3231 kJ/kg,节流后s=7.203 kJ/(kg.K)h2=3148 kJ/kg,v2=0.2335 m3/kgpb渐缩喷管c2=407.4 m/s0.35 kg /s9-13解:查表得h2=2736 kJ/kg由p1= 2MPa等焓过程查表得9-14解:查表得:h1=3222 kJ/kgh2=3066 kJ/kgc2=558.6 m/s519 m/s动能损失:21 kJ/kg9-15解:0. kJ/(kg.K)理想气体的绝热节流过程温度相等用损59.7 kJ/kg9-16解:由得355K337m/s9-17
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