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习题提示与答案 第八章 压气机的压气过程 8 18 1 设压气机进口空气的压力为0 1 MPa 温度为27 压缩后空气的压力为0 5 MPa 设压缩过程 为 1 绝热过程 2 n 1 25的多变过程 3 定温过程 试求比热容为定值时压气机压缩1 kg空气所消耗 的轴功及放出的热量 提示 提示 略 略 答案 答案 1 ws c s 176 kJ kg 2 ws c n 163 kJ kg qc n 48 94 kJ kg 3 ws c T 138 6 kJ kg qc T 138 6 kJ kg 8 28 2 按上题所述条件 若压气机为活塞式压气机 其余隙比为0 05 试求三种压缩过程下压气机的容 积效率 提示 提示 余隙比余隙比 h s V V 容积效率 容积效率 11 1 1 2 n h s V p p V V 答案 答案 0 892 sV nV 0 869 0 8 TV 8 38 3 设活塞式压气机的余隙比为0 05 试求当压气机的压缩过程分别为绝热过程 n 1 25的多变过 程 定温过程时 压气机的容积效率降低为零所对应的增压比 提示 提示 容积效率容积效率 11 1 1 2 n h s V p p V V 答案 答案 错误 未定义书签 70 98 n p p 1 2 44 95 T p p 1 2 21 8 48 4 有一台两级压气机 其进口的空气压力为0 1 MPa 温度为17 压气机产生的压缩空气的压力 为2 5 MPa 两级气缸中的压缩过程均为n 1 3的多变过程 且两级中的增压 比相同 在两级气缸之间设置有中间冷却器 空气在其中冷却到17 后送入 高压气缸 试求压气机压缩1 kg空气所需要的轴功以及中间冷却器和两级气 缸中所放出的热量 两级压缩的示功图 提示 提示 两级压缩的增压比相同 压缩过程多变指数相同 则两级压缩耗 功量相同 中间冷却器中空气经历的是定压冷却过程 过程放热量 且充分冷却时 两级压缩的增压比相同 压缩过程多变指数相同 则两级压缩耗 功量相同 中间冷却器中空气经历的是定压冷却过程 过程放热量 且充分冷却时 T Tcq p 0 2 T1 压缩过程的初始温度相同 增压比相 同 则过程热量也相同 压缩过程的初始温度相同 增压比相 同 则过程热量也相同 答案 答案 ws c 324 5 kJ kg qc 62 26 kJ kg q 131 kJ kg 第八章 压气机的压气过程 40 8 58 5 有一台叶轮式压气机 其进口处空气的压力为0 1 MPa 温度为17 而压气机产生的压缩空气 的压力为0 6 MPa 设压气机每分钟生产的压缩空气量为20 kg 压缩过程为绝热过程 试求压气机的绝热 效率为0 85时驱动压气机所需的功率 提示 提示 压气机功率压气机功率Pc qm h 理想的绝热压气过程为等熵过程 绝热效率为理想压缩过程的耗功与实 际压缩过程耗功之比 即 理想的绝热压气过程为等熵过程 绝热效率为理想压缩过程的耗功与实 际压缩过程耗功之比 即 cs cs w w s sc 绝热过程压气机轴功 绝热过程压气机轴功 ws c h 工质可视为理想气体 工质可视为理想气体 答案 答案 Pc 76 3 kW 8 68 6 设活塞式压气机中用于润滑气缸活塞的润滑油的闪点为180 为安全起见 压缩空气的最高温 度规定不超过160 若压缩过程的初始温度为27 压力为0 1 MPa 试求压缩终了空气的压力与多变 指数n间的函数关系以及n 1 25时压缩终了压力的最高允许值 提示 提示 略 略 答案 答案 pmax 0 62 MPa 8 78 7 压气机中由初态 p1 v1 压缩到p2 可以经过的压缩过程包括绝热过程 1 n 的多变过程以及 定温过程 试把它们表示在T s图上 并把压气过程中压气机消耗的轴功及放热量用T s图上的面积来表示 提示 在一定温度下理想气体的焓有确定的值 因而任何两状态间气体焓的变化都可以用定压过程中焓的 变化表示 提示 提示 见题中提示 见题中提示 答案 答案 压缩过程在压缩过程在T s图上的表示 图上的表示 图中 过程图中 过程1 2s 1 2n及及1 2T分别为绝热过程 分别为绝热过程 1 n 的多变过程及定温过程 的多变过程及定温过程 压气过程中压气机消耗的轴功及放热量 压气过程中压气机消耗的轴功及放热量 绝热过程 轴功绝热过程 轴功 Ws c s为面积为面积12s2Tba1 放热量为零 放热量为零 s q 21 多变过程 轴功多变过程 轴功 Ws c n为面积为面积12n2Tba1 放热量为面积 放热量为面积12 n q 21 nca1 定温过程 轴功定温过程 轴功 Ws c T为面积为面积12Tba1 热量为面积 热量为面积12 T q 21 Tba1 8 88 8 设三级压缩 中间冷却的压气过程每级的增压比相同 压缩过程的多变指数也相同 中间冷却后 送入下一级气缸时气体的温度都等于初态温度 试将该过程表示在T s图上 并证明每一级压气机消耗的 轴功 气缸中放出的热量及中间冷却器气体放出的热量所对应的面积相等 第八章 压气机的压气过程 41 提示 提示 参照习题参照习题8 7提示 提示 三级压缩均为增压比相同 过程多变指数相同的多变过程 两个中间冷却器中空气经历的是定压冷却 过程 且充分冷却 即 三级压缩均为增压比相同 过程多变指数相同的多变过程 两个中间冷却器中空气经历的是定压冷却 过程 且充分冷却 即T1 T3 T5 见下图见下图 中间冷却器中空气的放热量 中间冷却器中空气的放热量Tcq p 0 压缩过程 气缸中气