工程热力学课后作业答案chapter9.doc

9-1压力为0.1MPa，温度为20的空气，分别以100、300、500及1000m/s的速度流动，当被可逆绝热滞止后，问滞止温度及滞止压力各多少？解：h1=1.01293=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= 0.158MPa当c=500m/s时：h0=421 kJ/kg，T0416.8K，p0= 0.33MPa当c=1000m/s时：h0=796 kJ/kg，T0788.1K，p0= 0.308MPa9-2质量流量kg/s的空气在喷管内作定熵流动，在截面1-1处测得参数值p1= 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421K0.6m3/kg323m/s0.00185m39-3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/kg0.543 m3/s9-5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，t1947，c1=0m/s。喷管出口处的压力p2分别为0.5 MPa及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及出口截面积。解：（1）p20.5MPa0.7=0.37 MPa pb选缩放喷管。737K985 m/s1.76 m3/kg8.9cm29-6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，t1100；在截面2-2处，测得 c2=171.4m/s，p20.14MPa。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。解：（1）质量流量0.71 m3/kg14.08 kg /s（2）1.22 m3/kg595K（3）3141kJ/s9-7有p1= 0.18MPa，t1300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。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，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0.95，则喷管气体出口速度及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：0.6314378.8K1.09 m3/kg667m/s24.5cm2(2)650 m/s390 K1.12 m3/kg25.8cm29-9某燃气p1= 1MPa，t11000K，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远小于燃气的进口焓1000 kJ/kg忽略。出口流速：0.5436543.6K955m/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 MPa847.4K552m/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 MPat0=185.79-11水蒸气的初参数p1= 2MPa，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、质量流量及出口截面积。解：h1=3023 kJ/kg，s1=6.765 kJ/(kg.K)pc= 0.5462=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 /s76.4cm29-12解：h1=3231 kJ/kg，节流后s=7.203 kJ/(kg.K)h2=3148 kJ/kg，v2=0.2335 m3/kgpb/p0.546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x10.97t1=212.443.4K/MPa9-14解:查表得：h1=3222 kJ