工程热力学英文课件 补充例题学习资料

1.（工程热力学B13141期末考试）燃烧室中燃气的压力为0.8 MPa、温度为1000 ℃。已知燃气的，，等熵指数。若让燃气经喷管可逆绝热膨胀降压而产生高速气流，流入压力为0.1 MPa的空间，喷管为渐缩形。试求：（1）求喷管出口气流的压力、速度及出口处的马赫数；（2）求喷管进出口的、。（16分）解：∴渐缩形喷管出口截面上压力比等于临界压力比，出口压力等于临界压力，出口达到音速度。喷管出口马赫数Ma=1方法一：先求出口流速，再求焓差及温差。喷管出口的流速为临界流速，即＝＝＝＝642.66 m/s或＝＝…=642.7 m/s（不希望）∵∴kJ/kg方法二：先求出口温度，再求出出口流速、温差及焓差。∵∴或∵定熵流动∴（不希望）＝=…=642.7 m/skJ/kg或kJ/kg2.已知p1=0.5MPa，t1=500℃的空气先经调压阀，因节流产生涡流使得熵值增加kJ/(kg·K)，然后再经一喷管射出，喷管出口背压pB=0.1MPa,如果喷管的流速系数为0.92,求渐缩喷管和缩放喷管两种型式时喷管出口流速。已知空气的cp0＝1.004kJ/(kgK)，cV0＝0.717kJ/(kgK)。解：设喷管入口为0点，出口为2点空气节流后的熵变：由于节流后空气的温度不变（焓不变），因此有：即：Mpa对渐缩喷管，出口足以达到临界截面，对缩放喷管可逆时出口温度可逆时出口流速实际出口流速3.已知p1=0.3MPa，t1=500℃的空气先经调压阀，因节流产生涡流使得熵值增加kJ/(kg·K)，然后再经一渐缩喷管射出，喷管出口背压pB=0.1MPa,如果喷管的流速系数为0.92,求喷管出口流速。已知空气的cp0＝1.004kJ/(kgK)，cV0＝0.717kJ/(kgK)。解：设喷管入口为0点，出口为2点空气节流后的熵变：由于节流后空气的温度不变（焓不变），因此有：即：Mpa对渐缩喷管因，相差较小，实际流动的临界压力与背压的大小关系视不可逆程度的大小而定，出口压力为二者中较大值。现假设出口足以达到临界截面，应实际才可。假设合理！4.由不变气源来的，℃的空气，流经一喷管进入压力保持在的某装置中。若流过喷管的流量为3kg/s，来流速度可忽略不计。（1）试设计喷管。（2）若不忽略来流速度，原设计喷管是否可行？若进口温度及压力不变，且背压不变，随着来流速度的增加，则喷管出口速度截面参数都将怎样变化？解：本题空气在喷管中的流动可看成可逆绝热流动。由于可忽略入口流速，则入口状态可认为是滞止状态。背压比〈0.528则为使气体在喷管内充分膨胀，应选择缩放喷管，且；因缩放喷管的渐放段锥角一般取10-12°。本题取半锥角°。渐放段长度（2）当入口流速不为零时，背压比将减小，即〈0.528，缩放喷管仍可行。缩放喷管的出口压力仍为，与来流速度无关。根据定熵过程参数关系，若进口温度及压力不变，则不同来流速度下出口温度不变。再根据理想气体状态方程，出口比体积不变；但出口温度受滞止参数影响。入口流速越大，滞止温度越高，进而出口流速越大。入口流速越大，滞止温度越高，临界截面的温度、压力及流速也越大。喷管的质量流量也越大。压力，℃的空气流经扩压管时压力提高到。问空气进入扩压管时至少有多大流速？此时马赫数是多少？应设计成什么形状的扩压管？解：依题意，m/s，根据稳定状态稳定流动时的能量方程，有定熵过程，入口最小流速入口音速马赫数因入口马赫数<1，应设计成渐扩型扩压管。

某活塞式压缩机的余隙比为0.05，进气压力与温度分别为0.1MPa、17℃，压缩终态压力为0.6MPa。若压缩与膨胀过程的多变指数相同，均为1.2,，气缸直径D=200mm,活塞行程S=300mm解：（2）工作容积余隙比则余隙容积最大容积多变膨胀