工程热力学典型习题讲解.ppt

工程热力学典型习题讲解,2010年11月22日,例1（习题2-15）：汽缸中空气组成的热力系统,解：,例2（类同2-17，似4-9）、空气在压力为20bar，温度为100的主管道中流动,一绝热容器与主管道连接。当阀门慢慢打开时,空气进入容器，并使容器中的压力也达到20bar,求容器中空气的最终温度,若: 1) 容器开始时为真空 2) 容器在开始时已充有压力为5bar，温度为100的空气2kg。,Q + min(u + pv+c2/2 + gz)in - Wnet - mout(u + pv+c2/2 + gz)out = dEcv,进入系统能量 -离开系统能量=系统储存能量的变化,(1)取绝热容器为系统开口系,绝热容器(空）,(2)：,又,绝热容器内放气过程 能不能用？,绝热容器内放气过程 能用！,例3（类同4-18）、图示的装置中，气缸及活塞均由绝热材料制成，但缸头导热，气缸与活塞间的摩擦可以忽略不计，如果活塞两侧各有0.1kg的空气，其初始压力和温度均为p0 = 0.1Mpa，t0 = 27,现对A中气体缓慢加热,使之膨胀,推动活塞压缩B中气体,而B中气体可通过缸头向外放热,并保持其温度不变,过程终了时,B的容积为原来的1/2,试计算： （1）、过程终了时，A中气体的温度； （2）、过程中，A中气体得到的热量及B中气体所散失的热量。 附：空气Rg 287.1 J/kg.K cp = 1004 J/kg.K,A,B,取A、B作为整体研究：,例4：（5-11）,有质量相同的两个物体，温度各为TA和TB。现以这两个物体作为低温热源和高温热源。用一可逆卡诺热机在它们之间工作并产生功。由于这两个物体的热力学能是有限的，故与热机发生热交换后其温度会发生变化。设物体的比热容为定值，试证明两物体的终了温度及热机输出的功的总量各为：,R,A的初终温度分别为TA，T B的初终温度分别为TB，T,二者熵变分别为：,构建可逆孤立系，则可逆条件下的熵方程 可表示为：,因为：,故有：,0,0,A,B,R,Q1,Q2,W0,则有：,即有：,功怎么计算?,由于：,根据能量方程：,证毕,再去分析5-22,例5（变热源问题）：在高温热源T1= 2000 K及低温热源T2= 600 K之间进行一个不可逆卡诺循环，若在定温吸热及定温放热过程中工质与高温热源、低温热源均存在60 K温差，其余两个绝热过程均为可逆过程，试求：（1）循环效率。（2）若热源供给1000 KJ的热量，求作功能力损失。,1940k,660k,思想：构造理想卡诺循环，假想中间热源,例6（7-3及15）：在压缩空气输气管上接有一渐缩喷管，喷管前的空气压力可以通过阀门调节，空气温度27，喷管出口背压0.1mpa，试求喷管进口压力为0.15及0.25mpa时喷管出口截面上的压力速度及马赫数；若喷管效率为0.95，求喷管出口截面上的压力、速度。,例6（7-3及15）：在压缩空气输气管上接有一渐缩喷管，喷管前的空气压力可以通过阀门调节，空气温度27，喷管出口背压0.1mpa，试求喷管进口压力为0.15及0.25mpa时喷管出口截面上的压力速度及马赫数；若喷管效率为0.95，求喷管出口截面上的压力、速