第八章课后习题.doc

第八章课后习题8-1 空气以的速度在风洞中流动，用水银温度计测量空气的温度，温度计的读数为70。假设空气在温度计周围得到完全滞止，求空气的实际温度（即所谓热力学温度）。解： 8-2 进入出口截面面积的渐缩喷管的空气初态参数为，初速度很小，可以忽虑不计。求空气经喷管射出时的速度、流量以及出口截面处空气的状态参数，设喷管背压力分别为1.5MPa、1MPa。空气的比热容。解：当背压时，当背压时，8-3 燃气经过燃气轮机中渐缩喷管形的通道绝热膨胀。燃气的初参数为，燃起在通道出口截面上的压力，经过通道的流量。若通道进口流速及通道中的摩擦损失可以忽虑不计，求燃气外射速度及通道出口截面面积。燃气的比热容按变值计算，设燃气的热力性质近似地和空气相同，其热焓可查附表8。解：查附表 查附表 8-4 一玩具火箭内充满空气，其参数为，空气经一缩放喷管排向大气产生推力。已知喷管喉部截面面积为1，出口截面压力与喉部压力之比为1：10，试求启动初始火箭的净推力。解： 8-5 内燃机排出的废气的压力为0.2MPa,温度为550，流速为100m/s。若将之引入渐缩喷管，试确定当背压力为0.1MPa时废气通过喷灌出口截面时的流速，并分析若忽略进口流速时引起的误差。解：若忽略初流速，则8-6 滞止压力为0.65MPa 滞止温度为350K的空气可逆绝热流经一收缩喷管，在截面面积为处气流的马赫数为0.6。若喷管背压力为0.28MPa,试求喷灌出口截面面积。解： ，出口截面即为临界截面。8-7 空气等熵流经一缩放喷管，进口截面上的压力和温度分别为0.58MPa,440K,出口截面上的压力。已知喷管进口截面面积为，空气的质量流量为1.5kg/s,试求喷管喉部及出口截面的面积和出口流速。空气的比热容。解： 8-8 初态为3.5MPa、450的水蒸气以初速100m/s进入喷管，在喷管中绝热膨胀到2.5MPa。已知流经喷管的质量流量为10kg/min。（1）忽虑摩阻损失，试确定喷管的形状和尺寸；（2）若存在摩阻损失，且已知速度系数为，确定上述喷管实际流量。解：查h-s图 （1），所以采用收缩喷管。由及查h-s图得 （2）由及查h-s图得 8-9 压力为0.1MPa,温度为27的空气流经扩压管，压力升高到0.18MPa,试求空气进入扩压管时的初速至少有多少？解，所以8-10 试证明理想气体的绝热节流微分效应恒等于零。证：对于理想气体 8-11 试证明：遵守范德瓦尔方程的气体的最大回转温度和最小回转温度分别为，式中为气体常数，a,b为该气体的范德瓦尔常数。证：范式方程 转回温度满足 所以 简化整理得 （a）将（a）代入范式方程，可得 （b）在时，解得 ； 8-12 压力为6.0MPa ,温度为490的蒸汽，经节流后压力下降为2.5MPa,然后定熵膨胀到0.04MPa。（1）求绝热节流后蒸汽温度及节流过程中蒸汽的熵增；（2）若节流前蒸汽膨胀到相同的终压力，求由于节流造成的技术功减少量和做功能力损失。解：（1）查h-s图得 节流后（2）膨胀到0.04MPa时，节流前：；节流后： 因绝热变化，8-13 1kg 温度、压力的空气，经绝热节流压力降至0.1MPa。（1）计算节流引起的熵增量；（2）上述空气不经节流而是在汽轮机内可逆绝热膨胀到0.1MPa,汽轮机能输出多少功？（3）上述功是否即为空气绝热节流的做功能力损失，为什么？取环境大气的。解：（1）节流熵增（2）可逆环境绝热膨胀做功 （3）；，因为汽轮机排气温度低于环境大气温度，仍有做功能力。8-14 用管子输送压力为1MPa ,温度为300的水蒸气，若管中允许的最大流速为100m/s,问水蒸气的质量流量为12 000k/h时管子的直径最小要多少？解：由图表查得 8-15 两输送管送来两种蒸汽经喷射器进行绝热混合，一管的蒸汽质量流量为，状态为，另一管的蒸汽质量流量为，其状态为。如经混合后蒸汽压力为0.8MPa，求混合后蒸汽的状态。解：由表 时，时，混合能量方程：据，查h-s图式或过热蒸汽表值得：8-16 一气流由氧气流和氮气流混合而成，已知氧气的质量流量为1kg/min,氮气的质量流量为4kg/min。设氧气的温度为