工程熱力學(xué)華自強答案詳解第8章

1、8-1 活塞式內(nèi)燃機定容加熱循環(huán)的參數(shù)為：p10.1MPa、27 ，壓縮比 6.5，加熱量q1700 kJ/kg。假設(shè)工質(zhì)為空氣解 RT1 287.1300 0.8618-1 活塞式內(nèi)燃機定容加熱循環(huán)的參數(shù)為：p10.1MPa、27 ，壓縮比 6.5，加熱量q1700 kJ/kg。假設(shè)工質(zhì)為空氣解 RT1 287.1300 0.861v1110 1.37p p 1k6T T300634.3k1 v v1 0.8610.1322 T 634.31612 32cp 1.37 1612 3.482 20.132 T 762.4 K4p 0.25341氣體動力循環(huán)v4 v10.861w0 cv0T3T

2、2 cv氣體動力循環(huán)v4 v10.861w0 cv0T3T2 cv0T4T10.7161612634.30.716762.4368.916.50 1 1 1t8-2 若上題活塞式內(nèi)燃機定容加熱循環(huán)的壓縮比由6.5提高到8, 試求循環(huán)熱效率的變化及平均吸熱溫度和平均放熱溫度的解 =8時，循環(huán)熱效率為1111t80t0.5650.5273.80c lnT20.716ln 1612 0.6678kJ/kgT q1 700 1048.2故132氣體動力循q2q1w0 700368.9331.1 q2 495.8TTTK1 300132氣體動力循q2q1w0 700368.9331.1 q2 495.8

3、TTTK1 300804 689.2當(dāng)T T 689.21666.8532cvT cv0 ln 3 0.716T20.63234kJ/kg q1 1107KTq 7000.565395.5q w 700395.5304.5481.5 2 2可見，平均吸熱溫度提高了11071048.2 58.8 K 熱溫度降低了495.8481.51.03K 8-3 按習(xí)題8-1T1=300K，查附表3得ur=214.07kJ/kg,解氣體動力循環(huán) 11v 621.2 查附表3，當(dāng)2 氣體動力循環(huán) 11v 621.2 查附表3，當(dāng)2 而T2623.3Ku2 452.63u3 q1u2 1152.63故T3 14

4、42.7vr 3v v4 v v1 v vv326.58.10552.682vr 52.6825T4 774.7Ku4 571.83當(dāng)4q2 u4 u1 571.83214.07357.76w0q1q2 700357.76342.24 1 q2 1357.76 tq18-4 134氣體動力循解已知T1=300K， =6.5，1-2壓縮過程中的多變指數(shù)w 134氣體動力循解已知T1=300K， =6.5，1-2壓縮過程中的多變指數(shù)w 1 R T T 故Cg n 1 0.2871300611T2 T1n1 3006.5038 611T1 300Ku1T2611Ku2 443.18u3 u2 700

5、700 443.181143.18當(dāng)u3 1143.18T3 1432.4 6.50 T4 T33 T32 716.6v4 1 u4 氣體動力循環(huán)w 1 R T T Cng 氣體動力循環(huán)w 1 R T T Cng 1 0.28711432.4716.6w0 555.42234.97 1tq8-5 活塞式內(nèi)燃機混合加熱循環(huán)的參數(shù)為：p10.1MPa、17 ，壓縮比 16，壓力升高比1.4 1.7。p1 0.1MPa, T2 27317290 (1)解 v RgT1 287.1290 0.8331p1 p2 p1k 0.11014 4.85v v1 0.833 0.05212p3 p2 4.851

6、.46.79T3 T2 879.11.41230.7136氣體動力循0.0521T4T31230.71.72092.2p4 p3 6.79v4136氣體動力循0.0521T4T31230.71.72092.2p4 p3 6.79v4 0.05211.70.0857 T5 T4 853.416 p 6.79 0.29454v5 v1 0.833(2)計算循環(huán)W0 q1q2 cv0T3 T2cp0T4 T3cv0T5 T1W c T7121Kk或11v0 (3) 1 tq1k 1k 1t1k或1.41.7141.411.41.41.71 161 氣體動力循環(huán)8-6 定壓加熱燃?xì)廨啓C裝置循環(huán)的參數(shù)為

7、：p0.1MPa、117，最高溫度t3650，增壓比 6。假設(shè)工質(zhì)為空氣且解w0 wT wc cp0T3氣體動力循環(huán)8-6 定壓加熱燃?xì)廨啓C裝置循環(huán)的參數(shù)為：p0.1MPa、117，最高溫度t3650，增壓比 6。假設(shè)工質(zhì)為空氣且解w0 wT wc cp0T3T4 cp0T1T2 k/T T，Tk1/ 4c T 1k/ w c T 13k1/ p0 而T127317190 T3 2736509231.004kJ/kgcw 1.0049231 1.0042901604/1460 4/1 4 0故1k1/1 4000t 60 4/18-7 按上題所述條件，若壓氣機絕熱效率 0.85輪機效率 0.9

8、0，試求該實際循環(huán)的熱效率T解 138氣體動力循 k1/ Tt k1/k 1由題意知：T 138氣體動力循 k1/ Tt k1/k 1由題意知：T 0.85, k T3 , T 923K, T 29031923/2900.9 60 4/1 26t923/2901 060 4/14 8-8 按習(xí)題8-6T1 27317290解 pr 1.2311, h1 290.16121pr 61.23117.38662T2 482K, h2 484.54T3 923K查得 h3 =958.76kJ/kg，pr3由氣體動力循環(huán)433p 83.19 6T4 574.1K; h4 579.9q1氣體動力循環(huán)433

9、p 83.19 6T4 574.1K; h4 579.9q1h3h2 958.76484.54474.22q2h4h1579.9290.16289.74故w0 q1 184.5 t18-9 按習(xí)題8-6解 T5T2 , T6 q w 0 2 0T T k/ 290604/14 483.87而k1/923604/1 4 553.2T 923553.2483.87290923140氣體動力循 190t8-10 如圖8-15所示，燃?xì)廨啓C裝置的定容加熱循環(huán)由下述膨脹過程3-4及定壓放熱過程4-1。已知壓縮過程的增壓比為 p2/p1，定容加熱過程的壓力升高比為 p3/p140氣體動力循 190t8-1

10、0 如圖8-15所示，燃?xì)廨啓C裝置的定容加熱循環(huán)由下述膨脹過程3-4及定壓放熱過程4-1。已知壓縮過程的增壓比為 p2/p1，定容加熱過程的壓力升高比為 p3/p2。(1/t(1)/( 證明 c (T3 T2)cp (T4 T1T1T18 c0(T3 T2 tT3 T2T1 ( p1 )(k1)/ 1k1T3 T4 T4 T3 (p4 )(k1)/k ( p3 )(p2 )(k1)/氣體動力循環(huán)( p1 p2 )(k1)k( p3 )(p2 )(K1)/氣體動力循環(huán)( p1 p2 )(k1)k( p3 )(p2 )(K1)/11(k1)/11k1k(k k1)/k( 1代入 tt8-某活塞式內(nèi)

11、燃機定容加熱循環(huán)的參數(shù)為： p1 MPa、t127 ，壓縮比 7，加熱量q1700 kJ/kg。假設(shè)有一解 按題意，在初態(tài)及壓縮比相同條件下，把兩個循環(huán)畫在 1 T1 1 0.5408tk T2T1=300K，所以 T2=653.37142氣體動力循(Tmax T2 653.37 故sT1=0.171 p2=p1=1.525MP (p)s p故1142氣體動力循(Tmax T2 653.37 故sT1=0.171 p2=p1=1.525MP (p)s p故1 R T lnv4 RT lng 20.2871653.37ln7365T2 T1()k1300104 653.37 T 653.3716

12、31320 1631故p 1.525 1631 3.8052 2 3.8056 故已知T1=273+17=300 K,p1=0.1MPa，=20，當(dāng)內(nèi)燃8-作程。這樣的理想熱力循環(huán)如圖8-31圖8-氣體動力循環(huán) 20定容加熱量q1,V 250 kJ/kg，定壓加熱量q1,p 11解 T1=273+17=300K，p1=0.1MPa，=20，當(dāng)內(nèi)燃機T氣體動力循環(huán) 20定容加熱量q1,V 250 kJ/kg，定壓加熱量q1,p 11解 T1=273+17=300K，p1=0.1MPa，=20，當(dāng)內(nèi)燃機T2 T1()k1 3002004 994.3Tk/k2P P 0.16.628 T994.3T

13、320p p T3 6.6281293.5 8.623MPa 42 2q T 1293.5 43cp5 (k1)/(p1 )(k1)/T T 4pp431542.5( 0.1 )04/14 431.7q2cpo(T5 T1)1.004(431.7300)132.2q1q1p 500132.2 0.735tq 1144氣體動力循 287.11542.5 v4p4vvk4 kT T T 144氣體動力循 287.11542.5 v4p4vvk4 kT T T 44v1v pT1 287.1300 0.8613而4p1T1542.5499.360 5q cv (TT)0.716(499.36300)

14、o q 500142.7 0.714 tq1 t8-13 由定溫壓縮過程、定壓加熱過程、定溫膨脹過程及定解 氣體動力循環(huán)q R T lnq R T ln g g v3 v4 氣體動力循環(huán)q R T lnq R T ln g g v3 v4 T4 T3 v4 v1 v4 可見即R T lnv4 R T g g q vt 32ln3R g vT1T故t38-14 燃?xì)廨啓C的定壓加熱循環(huán)采用回?zé)岽胧r，在不同的 下，隨著循環(huán)增壓比的變化，循環(huán)熱效率的變化曲線如圖8-21所示。該圖說明：當(dāng)升溫比一定(即最高溫度T3一定)時，在某個確定的增壓比 146氣體動力循解 1)(k1)/k (k1)/ (1)(1)(k1)/t(k146氣體動力循解 1)(k1)/k (k1)/ (1)(1)(k1)/t(k1)/ 1)(k1)k 1)(k1)/ 0.8時， (0.811(1 0.8 )0.2(k(k1)/ 1)(k1)k 1)(k1)/ 當(dāng)=0時 (0)12(1 )(k(k1)/ (k1)/ (k1)/ )0.2(k(k1)/ (k1)/k (1 0.8 0.8k1(k1)/ 故此時與的關(guān)系(k1/k)1)(k1)k 1)(k1)/ (0.4)同理當(dāng)=0.413(1 0.4 )0.6(k(k1)/且氣體動力循環(huán)(k1)/氣體動力循環(huán)(k1)/ (k1)/ )0.6(k與的關(guān)