熱工基礎(chǔ)學(xué)著高等教育課后答案全

UU型管中，這部

bp755133.3105bppbpg100.6pgppb2.5ppbpv755pvpbp1.0060.5

ppbp水柱7567.35

p1pbpa0.971.102.0p2p1pb2.071.050.pCpbp20.970.321－4

p真空室＝pb

p1p真空室pa2360pcpbp真空室1922FpbpAb水柱＋p柱1WVpdVp(V11W05pdV050 03pcDc為常數(shù)，D為氣球cp

15000022 50000008（1）0W(0.24V0.04)00 ＝fΔL1000(0.3

＝W 解由于假設(shè)氣球的初始體積為零則氣球在充氣過程中力始終保持相等，0.09MPa，所以氣體對外所作的功為： pb）p1

WpbΔV0.91052情況三

0.152所以氣球只能被充到 W0.91051.3331.2105（1）2.n大于kn大于kn1，小于k2-61-21-a-2中下列各W12W1a2；(2)U12U1a2；(3)Q12（1W12（3）Q1a2

2-64⑴qu⑵qu⑶qu(p2v2p1v1⑷qup(v22- 解：WQΔU5080

解： WQ2000 ΔUQ210336007.2106J2－4baΔUabUbUaQW10040QadbΔUabW6020b返回初態(tài)aQbaUaUbWΔUabW6030根據(jù)題中給定的a點內(nèi)能值，可知b60kJ，所以有UadUb

QdbUdUbUdba-d-ba-da-d過程系統(tǒng)與外

UdUa

UadWadb40(20)QWU1-02-0-3--0-4-0-5Δhq2257kJ/kg

Δuh(pv)hp(v2v122571.01102(0.0011.674)2088kJ/kgp1

A

1.028105

2.939105p2

A

1.028105

1.959105T1T2p2Vp1V1p22

2.93910510010410

1.526103V 1.52610310010ΔL 1A

100

0.0526m2QWpAΔL1.9591051001040.05262wqΔu50146.5196.5kJ/kg忽略氣體宏觀動能和勢能的變化，則有軸功等于技術(shù)功，所以生產(chǎn)每kg壓縮空swqΔh50146.5(0.80.1750.10.845)103252kJ/kgsPws10 3105kJQ31051.9810511積為：V2V1

p1)12111

)1211178pdV178 11QΔUW40*8 Qh6qm6h7qm7h1qm1qm6qm7PWsQ(h6

QH1mc2h1u1p112100

h2u2p22WQH1 4[301032708600WPWs理想氣體的cp和cv之差及cp和cv之比是否在任何溫度下都等于一個常數(shù)？答：理想氣體的cp和cv之差在任何溫度下都等于一個常數(shù)，而cp和cv之比不是。t的單調(diào)增函數(shù)，當(dāng)tt時，平均比熱容c|t1、c|t2、c|t2 答：由c|t1、c|t2、c|t2

c 0cdc

c(t，其中0c c0

cdtcd

c(t，其中0c2

t2

c(t，其中

t的單調(diào)增函數(shù)，所以可知c|t2c|t1 ct2tct1ct2 0 01(ct2ct2

(ct2ct1

0c

ct故可知c|t2t1

t2

0

(t

cdtt20cd

t2)0cdtt1

cdttc2c1 tt (tt)tct1(tt)tc (tt)t(ct2ct1

1

11t1

1

0所以c|t10 pvRgT，這種物質(zhì)的比熱容一定是常數(shù)嗎？這種物cdqd(uw)dudwdupd

dud d

d d

d d

d 在uv圖上畫出定比熱容理想氣體的可逆定容加熱過程、可逆定壓加熱過程、可逆定1424u3vduTcP

Pdv

1dvc1dvuc1v c1和c2為常數(shù)，且考慮到v0時，u0，所以c2uuqw0qw氣體對外做功，體積dupdvc1dvu 1vk

k1 pv圖Ts(此過程不可能⑶n1.6的膨脹過程，并判斷qw、u⑷n1.3的壓縮過程，判斷q、wuAAA qc

R

T0,且T n1

n1

1nT-sA向上。AAA qc

R

T0,且T n1

n1

1np

nA

AA n1.6p－v圖上，膨脹過程體積增大，過程從幾條曲線的交點A向T－sA向下。此過程為放熱，對外做功，內(nèi)能減少。AAA n1.3p－v圖上，壓縮過程體積減小，過程從幾條曲線的交點A向T－s圖上，過程從幾條曲線的交點A向上。此過程為放熱，外界對空氣做功，內(nèi)能在Ts答：理想氣體的內(nèi)能和焓都是溫度的單值函數(shù)，因此在Ts圖上，定內(nèi)能和定焓線為一條T軸的直線，只要知道初態(tài)和終態(tài)的溫度，分別在Ts圖上找到對應(yīng)溫度下的定內(nèi)MiMiwii理想混合氣體的比熱力學(xué)能是否是溫度的單值函數(shù)？其cpcv是否仍遵 umi數(shù)。其cpcv仍遵循 Cp,mCv,m(xiCp,mixiCv,mi)xiRm dsT其中等號適用于可逆過程，不等號適用于不可逆過程，對于不可逆過程，T由于溫度T于零，所以當(dāng)過程為吸熱過程（dQ0）時，系統(tǒng)的熵必然增加。3-1711Ma1時，要想使氣流的速度增加，要求噴管的截面積沿氣流方向逐漸減小，即漸Ma1， 解：設(shè)定熵壓縮過程的終態(tài)參數(shù)為p2、T2和S2，而定溫壓縮過程的終態(tài)參數(shù)為又因為兩個終態(tài)的熵差為STppTSSSmclnT2mRlnp2MclnTppT

T2T1exp(mC

p1kTkp1kT

p2p1(1

p1

mR)p1exp(

p1、V1、T1和m1p2、V2、T2和m2p3、V3、T3和m3，考慮到剛性容器有：V1V2V3，且m1m2。8.75

pT2 pp

2938.75366.2577105m1m211

287

p pV8.4105m3333 0.216kgRg Rg 287Δmm2m30.2250.2163030℃。1 mRgT11 1087.311 0.41 mRgT22 36230.3p2 p2V p1p2p

(總

p1.87105故終溫T2600K，由狀態(tài)方程可求出終壓為：ppV16.01051V3 V32ΔS

d21cp2

mRgT氫

(p氫1p氫

p氫V氫1T氫 p氫p氫

V

空2V空2T空1 p空1空Q

U空g

cv空(T0.9807105＝2870.9807105＋4157p1

G11.028Ap2

A

VV(p1)1/kp p2

k T2T1(2)

V

1.34103ΔL 1A

100T1T2303K1VmRgT162873031V

6287303p2 p21WVpdVmRg1QWV dVV1

k

Q k

T2T1(2)

303

)⑶

TT(2)n303 p1 p1mR

W g1[1(2)n Qmc(TT)n 1n（1）

T2T1(1)

)1

p

147.11050.04m111Rg

8314

p

73.551050.04m2 Rg

8314

TTp3p2 TT

73.55105

89.66105R2mp2V2R2g

73.551050.048314

wRg(TT)418.68kJn qnkc

T)83.736kJn1 兩式相除，并考慮到

Rgk1

k1kTVn1TVn1n1ln(T2/T1)1ln(333/573)1 2

/V2

kw(n Rg

T1

2

430.8915J/

cV

k1

430.89151.6175cPRg

V2

pV1p

2 1D2c3600

D 12c cP所以 2csdTRlng1 P g11.157

673 ABAB中包含的氣體Am VAAABm VBBB

總＝＋mBA1.267kgp

V16cp

0.1034

3.4467

N/pV

RTcD(1D3

)

RT1D4

Dm總總 總 pcD3.44671050.69262.387105V1D36RRgR

8314286.69J/(K.kg)700cVT

cPRg

1415.72J/(hcT1415.72620877.75kJ/s

lnT

Rlnv

1129.03ln1213808.00kJ/T

k

11v v2

340(2

WnCV,m(T1T2)100025.12(340257.67)sT2T1hVVSn(clnT2Rlnv2)VV

lnT2 )lnv2

V Tv10008.32ln25766.99J/Tvc5R/M58.314/28.970.717kJ/(kg.K c7R/M78.314/28.971.004kJ/(kg.K 4801p2(2)k1p1

)040.1ΔucVΔT0.717180129.06kJ/wΔu129kJ/kg1t1

u1214.32kJ/22

t

u2345.04kJ/uu2u1345.04214.32130.72kJ/kgwu130.72kJ/kgm體1

p標(biāo)m標(biāo)

T1

101325

830133.3

106154m3/m體2

p標(biāo)m標(biāo)T2

101325

830133.3

196729.4m3/m

pm

Rg Qm（h2Pc201.0044kJ/(kg.KPPc2701.0169kJ/(kg.Kc2702701.0169PP

270c7R/M7PQm

2 co2

0.1450 m

50 o2,1m1o2m12 m12 H2Om10.0550 m 50

0.75500.76875M M

0.056 RRgR

288.2JMiMi0.12

RgRR

i

m體，標(biāo)

p標(biāo)m標(biāo)T Rg

pvT

51050.166

MM

N N2

Mi

22RgM：R

0.21065

282.0J/(kg33

M

8314

251

CO2所以未知?dú)怏w的氣體常數(shù)：M M

3 0.6316

2 0.20.6316 2 ss VdTRlng1 1 g1ggs2

lnT2Rlnv2 考慮到理想氣體多變過程（n1）CV、Rg1 P1n

P1

P

;

k 2 2 P1

n s2s1k1lnP

RglnP

n(k1)Rgln2 1 考慮到理想氣體多變過程（n1）CV、Rg1 T1

;

k 21

T1

(nk) s2s1k1ln

RglnT

(n1)(k 2 pΔsRg pT-sTV1V2時vΔsRglnv1vRgT1260.282980.7387m3/kg12vRg2

260.284730.2931m3/kgcP和cVcPkcP

Rg260.28cP1003.94J/(kg.K)

cV743.66J/(kg.KucV(T2T1)

.5J/kgs

lnT2Rgg

p21003.94

473260.28

103.00J/(kg.KHQmcp(T2m(TT)Q

cp cVUmcV(T2T1)QWmRg(T2T1)v

p011nT1p0

nT2

H

cV,mcP,mR20.685

McV

12.3718.837g/UncV,mT

c

20.6852.34kJ 2 S

S

0.1MPaS

kPP 2k10.7

1k 1P1 RT1v2v1PP2

1P 0.5106c2

T222

0.60.532k

2k1 1k k kTaP1PaT

0.51

p1

k

k)k10.533 kqmax k1P1 P1v2 Pv1P2

22cqmax2

2.10.58248825104TT

60

2k T2T1P

353c22c'2

1 2

T12353

2vRT2287324.52qm

1.8239.116TTTTTT

293293293

222

4 Tk

297.971P Tk

0.110

2931

Tk

312.911P Tk

0.110

1 Tk

372.641P T

0.110

293

1 1 ⑵不可逆過程的熵變S若工質(zhì)從某一初態(tài)經(jīng)可逆與不可逆途徑到達(dá)同一終態(tài)，則不可逆途徑的S必大于可逆途徑的S；工質(zhì)經(jīng)歷不可逆循環(huán)后S0⑸工質(zhì)被加熱熵一定增大，工質(zhì)放熱熵一定減小。答：（1）不正確，只有孤立系統(tǒng)才可以這樣說；不對，SSSQ20(kJ) T(K10kJ5kJ，問系統(tǒng)習(xí) 解:12 Q1

10005500.0185

K

2

205

5.56

0.474

8.3%T1

15010Q

Q2Q1W8.162.7'

150Q1W'Q1Q2'Q1Q16.73kJWQ1Q26.734.5

WQ2'1

Q'W0.25t t t't170PVP'V得到PV

0.734

熵的變化為SRln

0.287S

mRg

8314ln1.019.14kJ/

S

Q1

P2 100019.14kJ/K Stot

R

P28314ln1.019.14kJ/K

Rln

rSQ1PdVr

P2 0.125.53kJ/

Stot25.5319.146.39kJ/

8314ln1.019.14kJ/

Q1

1.28314400ln 0.130.63kJ/

Stot＝ScSh

TWQAQBmcpQA

TTA StotSASB T'T設(shè)終態(tài)容積分別為V1,V2P1'P2'V1'V2'

1V'1V2'

1SP1V1lnV1'1 2SP2V2lnV2'2

Stot0.0568J/

25（1）Q1mcpT1T26Q2取最小時，此過程可逆，取煙氣、工質(zhì)和低溫?zé)嵩礊橄到y(tǒng)，此系統(tǒng)為孤立系統(tǒng)Stot＝ScShQmcTlnT2T pT1

P2T2 SSgm20WT0

WT02930.0124whcPt2t1wct2wcP

17162.10 T SclnT2RlnP21.005ln435.10.287ln0.49.86J/KT

WT0Sg2909.862859.4J/kg

TT1 S

2mcP

221WQT1T240%21006004040%1 又2'

T2'

40%

.2J Q1'W'Q2'296.91168.83（1）Wsh1h2cPt1t20.2417207190.88kJ/11

h1h0T0SS022

h2'h0T0S2'S0159.6kJ/kg

ex,h

159.6kJ/kg Ws

190.88159.631.28KJ/

1T0 T01

QL

1

1

T0

305

20

WQ1Q22359kJ/hT1T2

Q1Q2即1所以t4401

(T1293)

cVcPR298.31420.686J/(molKnk

QUW60200140kJ/kg

S

1400.478kJ/kg

0.478鍋爐產(chǎn)生的水蒸氣在定溫過是否滿足qw的關(guān)系？為什么U0。有無0℃或低于0℃的蒸汽存在？有無低于0℃的水存在？為什0.01℃，低于三相點溫度，只可能是固態(tài)或是氣答：不可以，因為水的臨界點壓力為22.12MPa，故此，當(dāng)壓力高于臨界壓力時， dhcpdT適用于任何工質(zhì)的定壓過程。水蒸氣定壓汽化過dT=0，由此得出結(jié)論，水定壓汽化時dhcpdT0，此結(jié)論是否正確？為什么？ 、對未飽和濕空氣與飽和濕空氣分別判斷干球溫度濕球溫度溫度三者的大小、飽和濕空氣：干球溫度>濕球溫度＝溫1答：由d

5-

x

h-s圖得到

t151.80hxh''(1x)h'2601.0kJ/kgsxs''(1x)s'6.474kJ/kgxt150.70h2652.0kJ/kgs6.384kJ/kg''0.52427m3/m

2P0.2MPa時，比容仍然為0.52427m3 0010605''3、x '

h504.7kJ/kgh2706.9kJ/kgh2xh''(1x)h'1806.20kJ/Qmh1h2t800C

''0.89219m3/hh''2706.18kJ/kgVmv0.50.89219 x

hxh''(1x)h'938.40kJ/kgQmuu'mhh'mv(P2P1)t3500C121.3P20.005MPa,s2s17.1985kJ/kg查表得到P2時的參數(shù)

t2s'0.4762kJ/kgK,s''8.3952kJ/kg2h137.77kJ/kg，h2561.2kJ/kgxs2s'7.198520.4762

s'

8.3952h2xh''(1x)h'2195.02kJ/Wsh1h2956.53kJ/5－61P4.5MPa,t1000C,h422.95KJ/1Q

P4.5MPa,t4800C,h3399.40KJ/21h200003399.4422.955.9529107KJ/21QG0.92.876t/5－7P1.5MPah'844.82KJ/kg，h''2791.46KJ/

hxh''(1x)h'2694.13kJ/kg當(dāng)P2 s' s1s2xs''(1x)s'當(dāng)P ，s＝7.601kJ/kgK時，5—

當(dāng)飽和壓力為P h' ， ，

v1xv'

x)v'P

h1xh''(1x)h'u1h1p1v1682.4kJ/u2h2p2v22582.7kJ/Qmu2u182505-

t

922p13.5MPa、t430℃的蒸汽處于過熱狀態(tài)，k＝1.30Pcr

2k1

1 k 1.3 h13291.73kJ/kgs16.94566kJ/kg.K

s2s16.94566kJ/

csts

d

p

0.622

0.012kg水蒸氣kg解：由

10C，＝0.252d線到t50C23h線到t30C3h356kJkg干空氣，d3＝10gkg干空

ma

100010Qmah2h1125(5615)解：由

35oC,0.82d1在沿定t10oC2d27.8gkg干空氣

3dt25oC3

3

h330kJkg干空解：查表知

21oC

sslt16oCPssl所以

解：由t22oC, d217gkg干空

m0.7(d2d1)由d

P

2.65KPaP

0.622Pqdst8oCs

st18oCPs

40oC,絕對濕度不變d6.65gkg干空氣解:由t1250CP2MPa11h2897.8kJ/kg,0.0152m3/kg,s11

m

300C0.0152m3kgx 0.01520.001'' 32.899

h'125.68kJ/kg,h''h2xh''(1x)h'126.73kJ/ks2xs''(1x)s'0.4366kJ/

QTSeQTe

PP

ms1s226.52kJ/S

T23.048kJ/1s1

3rcPln

Se

Ss9.757kJ/鍋爐產(chǎn)生的水蒸氣在定溫過是否滿足qw的關(guān)系？為什么U0。有無0℃或低于0℃的蒸汽存在？有無低于0℃的水存在？為什0.01℃，低于三相點溫度，只可能是固態(tài)或是氣22.12MPa，故此，當(dāng)壓力高于臨界壓力時，它的汽化不經(jīng)液兩相區(qū)，而是由液相連續(xù)的到達(dá)氣相。dhcpdT適用于任何工質(zhì)的定壓過程。水蒸氣定壓汽化過dT=0，由此得出結(jié)論，水定壓汽化時dhcpdT0，此結(jié)論是否正確？為什么？ 、對未飽和濕空氣與飽和濕空氣分別判斷干球溫度濕球溫度溫度三者的大小、飽和濕空氣：干球溫度>濕球溫度 溫答：由d

P

p20MPa，t300 p4.5MPa，t450 p

MPax0.90123491t0Cxvh(KJ/s(KJ/kgK p0.5MPa、比體積v0.35m3/kg，分別用水蒸氣表及hs圖確 x

t151.80h-s

hxh''(1x)h'2601.0kJ/kgsxs''(1x)s'6.474kJ/kgxt150.70h2652.0kJ/kgs6.384kJ/kg0.2MPa時容器內(nèi)的蒸汽處于什么狀態(tài)？''0.52427m3/m

2P0.2MPa時，比容仍然為0.52427m3 0010605''3、x

''

.0h504.7kJ/kgh2706.9kJ/kgh2xh''(1x)h'1806.20kJ/某容器盛有0.5kg、t=120℃的干飽和蒸汽，在定容下冷卻至80℃，求冷卻過蒸''0.89219m3/hh''2706.18kJ/kgt800C

Vmv0.50.89219 x

hxh''(1x)h'938.40kJ/kgQmuu'mh 蒸汽的壓力p11.3MPat1350℃，出口蒸汽壓力為p2

t3500C121.3 ,查表得到P2時的參數(shù)s'

t2,2

h137.77kJ/kg，hxh2xh''(1x)h'2195.02kJWsh1h2956.53kJ/一臺鍋爐產(chǎn)汽率為20t/h，蒸汽的壓力為4.5MPa，溫度為480℃，在同樣的壓力下進(jìn)入鍋爐的給水的溫度為100℃，若鍋爐效率為0.9，煤的發(fā)熱量為23000kJ/kg，求一 , ,QGp1.5MPa、x0.95p0.005MPa、x0.90kg蒸汽在過熱當(dāng)飽和壓力為P h' ，

hxh''(1x)h'2694.13kJ/kg當(dāng)P2 s' s1s2xs''(1x)s'當(dāng)P ，s＝7.601kJ/kgK時，p0.4MPa、x0.048250kg。如果關(guān)死出汽閥，爐內(nèi)燃燒每分鐘供給汽鍋17000kJ的熱量，求汽鍋內(nèi)壓力上升到1MPa當(dāng)飽和壓力為P h' ， ，

v1xv'

x)v'h1xh''(1x)h'u1h1p1v1682.4kJ/h2h''2777.0KJ/u2h2p2v22582.7kJ/Qmu2u82502582.7682.41.56810711

t

9225- p13.5MPa、t430℃p21MPap13.5MPa、t430℃的蒸汽處于過熱狀態(tài)，k＝1.30Pcr

2k1

1 131 k 1.3 h13291.73kJ/kgs16.94566kJ/kg.Ks2s16.94566kJ/

c測得大氣的相對濕度0.60、t25℃，已知大氣壓力為0.1MPa，試求大氣的含d。解 ss

t250C

d

p

0.622

0.012kg水蒸氣kg30℃1kg水分所需的空氣流量及所消耗的熱量。解：由

10C，＝0.252d線到t50C23h線到t30C3h356kJkg干空氣，d3＝10gkg干空

ma

100010Qmah2h1125(5615)35℃，相對濕度0.8010℃，問每到25℃時，相對濕度為多少？加熱量為多少解：由

35oC,0.82d1在沿定t10oC2d27.8gkg干空氣

3dt25oC3

3

h330kJkg干空解：查表知

21oC

sslt16oCPssl所以

0.7kg105Pa22℃，然后向22℃的飽和濕空氣。求：⑴加入了多少水蒸氣？⑵ 解：由t22oC, d217gkg干空

m0.7(d2d1)由d

P

2.65KPaP

0.622Pqd已知濕空氣的溫度t=18℃、td8℃，試求其相對濕度、絕對濕度及含濕量st8oCP1072.8Pa，dsst18oCPs

40oC,絕對濕度不變d6.65gkg干空氣一個空心鋼球，內(nèi)徑為0.5m，壁厚2mm，內(nèi)盛2MPa、250℃的過熱水蒸氣。這個盛蒸氣的鋼球系統(tǒng)最終被冷卻到環(huán)境溫度30℃。求該系統(tǒng)及環(huán)境在此冷卻過的總熵變。已知鋼的比熱容c0.450kJ/(kg﹒K)7840kg/m3。解:由t1250CP2MPa11h2897.8kJ/kg,0.0152m3/kg,s11

m

300C0.0152m3kgx 0.01520.001'' 32.899

h'125.68kJ/kg,h''

s2xs''(1x)s'0.4366kJ/kg

SeQTeQT

39.325kJ/PP

ms1s226.52kJ/S

T23.048kJ/1s1

3rcPln

Se

Ss9.757kJ/kg蒸汽來說做功量減少，但抽汽在凝結(jié)時所放出的潛熱卻全kg工質(zhì)在鍋爐中吸收的熱量大為減少，因 （1）（2）T-s圖定性地比較這兩個循環(huán)的熱效率。700—800C，所以效率比較低。xt1=550°C呢？解：①1點：P1=4MPa查表得：h1=3215.71kJ/kgs1=6.773kJ/(kg.K)2點：s2=s1=6.773kJ/(kg.K),P2=4KPa查表得：h2=2040.13kJ/kgx=0.7893(4)P3=P2=4KPa熱效率：=wnet1175.58 ②1P1=4MPa,2s2=s1=7.233kJ/(kg.K查表得：h2=2179.11kJ/kgx=0.8463(4)P3=4kPa,查表得熱效率：wnet1379.47 某蒸汽動力裝置，氣輪機(jī)蒸汽的參數(shù)為P1=13MPa,t1=535°C,在氣輪機(jī)內(nèi)膨脹做功535°C，再進(jìn)入氣輪機(jī)后半部繼續(xù)膨x2104kJ/kg,求理論煤耗量。解：1P1=13MPat1=535Ch1=3430.18kJ/kgs1=6.559kJ/(kg.K)5s5=s1=6.559kJ/(kg.K),得：P5=1.082MPa1點：由PP，tt 得 2點：由s2

P2=7KPa3(4)P3=P2

q1h1h3h1h53430.18163.383553.504041.23kJ/kg1773.94kJ/kg

1773.94煤耗率＝q120040.41t2解：1P1=6MPa,t1=560C 2s2=s1,P2=6kPa得： 3(4)P3=P2wnet=h1-h2=3562.68-

1389.33

10103

某蒸汽動力裝置采用一次抽汽回?zé)嵫h(huán)，氣輪機(jī)的參數(shù)為P1=10MPa,t1=400°C,冷加熱來自冷凝器的（1－）kg冷凝水，使其成為抽汽壓力下的飽和水，經(jīng)水泵加壓后送回1kg工質(zhì)所作的軸功。解：1P1=10MPat1=400Ch1=3099.93kJ/kgs1=6.218kJ/(kg.K)asa=s1,Pa=2MPa得：2s2=sa,P2=0.05MPah2=2157.95kJ/kg,3(4)P3=P25(6)P5=Pa

h1

hh5h3908.57

h3

2739.62h1

ws=(h1-h5)=(3099.93-908.57)一內(nèi)燃機(jī)定容加熱循環(huán)12341，如圖6—30所示。已知P1=0.1MPa、t1=60C、=6，工質(zhì)45P5=P1,123451的熱效率，后一循環(huán)使工（1）

1

1k

1

161

（2）12vkTT1 Tk133361412 12v 1PP2Pk10.1614 1v1T3

q1

682

PPT31.2291909T2 T2P5P1kP5 T5T3P 19093 1

1363.087.598kPa285Kk=1.3k=1.4兩種情況下，壓縮沖程終了時的壓力和溫度以及循環(huán)熱效率。解:(1)k=1.4

1

1k

1

1

vkTT1 T2 12 v1k 1k

98

2

1

k

1

vk1TT1 T1 1

2 221v2

98T1=300K100kg/h,k=1.4,Cv=0.71kJ/(kg.K),試求輸出功率及熱效率。解:循環(huán)熱效率為：1kg

k

1

61

w100276.262600kJ/kg,其中定容過程與定壓過程的吸熱量各占一半，壓縮比=14,P1=100kPa、t1=27°C,試計算輸出凈功及循環(huán)熱效解:121v1T2

11

Tk12

v21

k

1233cT3c

T

862V VPPT340232675T2 T2

2675344Tq34T13004cV cVP4P3

3970

k k111

141

3.103-31=0°2=40°3=50°5=00°,工質(zhì)可視為氣，比容為定，求環(huán)的熱及相同溫范圍循環(huán)的效率。12v1

k

223TTP3T PT PT 51TTP P1

1Tk134TTv4T863v v3k1k11 141

T4

1001.08363P1=.1Pa=27°=16=1.5,q1129kJkg,與q1定容增壓比1.75與2.25解:(1)1v1T2

11

Tk12vPP1

Pk0.12 12

v 23v3P3T3T2PT29092

1V3

2

134P4P3T4v4v3T3 v

.111

k

1v1T2

11

Tk12vPP1

Pk0.12 12

v 23v3T3T2PT29092

q1cVT3T2

q1 34P4P3T4v4v3T3 .1071

k

1v1T2

11

Tk12vPP1

Pk0.12 12

v 23v3T3T2PT29092

q1cVT3T2

q1 34P4P3T4v4v3T3

25271

kk=1.40。vkTT1

Tk 2 12600°C。計算壓氣機(jī)所消耗的軸功、燃?xì)廨啓C(jī)所作的軸功、燃解:T2

129581

T3T4

873

14114

w2h3h4cP

wnetw2w1392.82

1

1k

1

1181

333kJ/kg0.1MPa。設(shè)比熱容為定值，試求循環(huán)的最高溫度和循環(huán)的熱解:

T2

130041

T2qcPqc

445.8

1

1k

1

1141

2－4級。同時至于使氣缸里面的潤滑油升溫過高而碳化變質(zhì),必須采用級間冷卻。p-vpv

h2h1h1h4h1h5,這顯然是有利的，但為什么沒有被采用？答：如果按122351運(yùn)行，很難控制工質(zhì)狀態(tài)，因此采用節(jié)流閥，經(jīng)濟(jì)實用。7-15(b)2的工質(zhì)直接進(jìn)行絕熱膨脹降溫，然已知壓氣機(jī)處空氣的狀態(tài)為P1=0.1MPa,t1=27C,壓氣機(jī)出口的壓力P2=0.5MPa,若壓n=1.251kg空氣壓氣機(jī)所消耗的理想軸功。設(shè)比熱容為定值。

k wt,s

RgT1(2)kk

1.4

0.287300

1)1

1175.93kJ/kgwt

RgT

P20.287300ln0.5138.57kJ/kg n

wt,n

RgT1(2)nn

1.25

0.287300

1)1

1163.47kJ/kg7-10.05，試求以上三種不同壓縮解：(1)

1 P2

0.51 V1

110.05

0.1

V1 V

110.05 1 3

1 P2

0.51 V1

110.05

0.1 2kg0.1MPa、15C1MPa

TT 2 TT

n

nRn1

T2

2

66MPa的壓縮空氣，應(yīng)采用幾級壓縮？若采用兩級壓縮，最佳中間壓0.1MPa,20C，n=1.25,若采用級間冷卻器能將壓縮空氣1kg空氣壓氣機(jī)所消耗的總功。PTT1P

2931

66

2T3T1P 1w2w R n121.25ln PvnPvnn P2

1 2

ln ln t

n1RgT1( 1.292

t,n60QmCn(T2T1)2105kJ/h，求該制冷循環(huán)制冷劑的質(zhì)量流量及壓縮機(jī)所需的理論功

2

169kg/w

169119（2）解：(1)k

Pkwts

k

RgT1[1(2)k

1.4

0.287290[1

1)1

]194.74kJ/kg

wt

k T2T1P

1 2900.61

1 (2)

64.91一空氣壓縮制冷裝置，冷藏室的溫度為－10C,環(huán)境溫度為15C解：

q2w

1 k

(2)k

kP4T4T3P

3q2h1h41.00526318281.4kJ/

wnetq1q2129.681.448.2kJ/一可逆制冷循環(huán)，制冷系數(shù)=4,問高溫?zé)嵩磁c低溫?zé)嵩吹臏囟戎仁嵌嗌?？如?kW,問制冷量為多少？如果將其用作熱泵，求供熱系數(shù)以及所提供的熱量為多

T1T2

q2w46

1

50kW,15C,流出壓縮機(jī)時為干飽和氨蒸氣，飽和溫度為25C，問此裝置的制冷量為多少

wnet3600h2

kJ/7-10題所述的氨壓縮制冷裝置改裝成熱泵，用于室內(nèi)取暖。此時，蒸發(fā)Q2;同時將冷凝器放在室內(nèi)，讓氨蒸氣凝結(jié)放出熱量Q1,以加熱室內(nèi)空氣，設(shè)室外大氣平均溫度為－10C，室內(nèi)溫度為20C，當(dāng)向室內(nèi)供熱104kJ/h時，這個裝置所消耗的功率和響應(yīng)的供熱系數(shù)為多少？如果直接用電爐發(fā)出相同kW? 由Q1h2h3

m=

h2

8

h2h2

10，求熱泵消耗的功率及供熱系數(shù)。解:

11

k

2P1

30C1kW，求此 h1h2

495240540

1h1

3.92103kg/

冬季取暖所用的某熱泵，以HFC134a為工質(zhì)。壓縮機(jī)為干飽和蒸氣，工質(zhì)在冷凝10C,20C

h1h2

500225525h1h2

500240550習(xí)度分別為t1100℃、t250℃，試求該板的熱阻、熱流量、熱流密度。 熱阻RA＝32457.407K/Wtw

Q 1 2＝3245

qQ675000＝112500W/ 3為80℃管內(nèi)對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h70W/(m2K) 熱流密度為qW/m2，試求管壁溫度及熱流量 解： 冷 ：qhtt得 0 Qqs＝50002.50.0524的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)分別為h1

W/(m2·K)和h2

W/(m2·K)

＝

211 1＋0.000321

R1

0.00030.000286K/ hR2h1

0.2K/5 hR3h2

0.05K/8-4.如果采用雙層玻璃窗，玻璃窗的大小、玻璃的厚度及室內(nèi)外的對流換熱條件導(dǎo)熱系數(shù)為

Qs

t

1 39.95W121＋2

1＋20.0003＋0.005 R0.0250.2K8-5.有一厚度為400mm的房屋外墻，熱導(dǎo)率為

內(nèi)空氣溫度為t120℃，和墻內(nèi)壁面之間對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為h1解：傳熱系數(shù)h

1

10.4

10.822K/6 由qht tq2024.6613.840 q1024.665.890 8-6.h2

解：傳熱系數(shù)h

12h12

10.4

0.8696K/ 電暖氣的功率為Wqs26.087sW內(nèi)、外氣溫分別為-2C30C2W/(m2K)3q tft

＝ 30 10.2W/m2 11＋23

1＋0.0008＋0.150.01

Qqst10.23600s0.4W/(mK)700C80C（1）（2）ww wwq

＝ 700 595.2W/m21＋

0.250＋

由q

ww ww

700

.21＋ 0.250＋ 220cm1.3W/(mK),800C50C，試確定保溫層的厚度。ww wwq

＝800501500W/1＋ 2

1

W/(mK；待測試件的厚度

面溫度tw1

C、tw2

C、tw3

2

2-432-41q1

twww2＝ ww 45 23

0.015＝ 有一3層平壁，各層材料熱導(dǎo)率分別為常數(shù)。已測得壁面溫度tw1

Ctw2

C、tw3

C及tw4

1wqtwt1w

ww＝ ww

twt3w3w100＝250 R1R2R325熱電廠有一外徑為100mm的過熱蒸汽管（用熱導(dǎo)率為

每米長管道的散熱損失要小于160W，試確定保溫層的厚度。 ww wwq

＝ 400 1602 212ln1

20.04

解得d2所以保溫層厚度為l(d2d1)2150mm160mm45W/(mK)40mm0.1W/(mK)層厚度為50mm，熱導(dǎo)率為0.16W/(mK)。蒸汽管道內(nèi)壁面溫度為400C，保溫層外壁面溫（1）（2）（3）R1

ln

2

ln1600.000228Km/R2

ln

2

2400.645Km/R3

lnd

ln3400.346Km/W ww ww

RR tw tw tw tw由 ＝1 2 3 4得到 RR tw2tw1lR1400401.270.000228399.90

2有一直徑為d、長度為l的細(xì)長金屬圓桿，其材料熱導(dǎo)率為常數(shù)，圓桿兩端分別與溫度為t1和t22-44所示。桿的側(cè)面2的溫度為tf，且tft1及t2。試寫出圓桿內(nèi)溫度場的x0,tt1xl,tt2

2-442-8dxh(ttf 1d

4h(ttfd4

4h(ttf 9-8題中的d

mm、l

mm、

W/(mK)、t1

t2

C、tf

C、h

W/(m2K)。試求每小時金屬桿與周圍流體間的對流(em(lx)em(lx))(emxemx eml

A(

管壁厚

mmH

mm80C與儲氣罐連接處的溫度為40C。已知套管與罐內(nèi)空氣間對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為5解:面直肋，測溫誤差為tltf根據(jù)tlt

t0thAd，套管換熱周長Uhml

l

l13ch(ml)ch(1.033)f)(ltt0f)(ltt0l

C

tlt

(80148.7)C同上題，若改用熱導(dǎo)率

W/(mK)0.8mm:等截面直肋，測溫誤差為tltf根據(jù)tlt

t0thAd，套管換熱周長Uhml

l

l13ch(ml)ch(1.033)d

mm

kg/m3c

（1）（2）1%時所需的時間。

90

由c

得到

4d

c

d

904 由 0 hA

hA

2得到e0

4d

d

904 2 80C20mm20Ckg/m3、比熱容c

J/(kgK)、熱導(dǎo)率

解:

hr得到Bhr0.01h0.1，可以用 w140 由 0

hA

得到

hA

hln0.0233.778950d380

m20

3005cm250C20C流中，鋼板壁面與氣流間對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為100W/(m2K)

W/(mK)、熱擴(kuò)散率a1.47

（1）5（2）Bi得到B

0.025hA

0.0530.1，可以用集數(shù)法計算 0

得到

hA

470

twt1

202300.6871780由 0

hA

得到

hA

470

ln13047

456sec7.61001.4750mm400C后取出，突30C500W/(m2K)。

kg/m3c

J/(kgK)

（110（2（1）

hr得到Bhr0.025500

F r

8000 12mm0.0016即m0

t

ww

0.8750.0016 即twt

0（2）由 0.405查表得到： 0

0

r

8000 3.4計算得到170seconds

45W/(mK)。采用均勻網(wǎng)格，xy50200mm

2-452-161.2

水和空氣都以速度u

m/s50C100mmm解：對水：由t500C3mm 64.8102 ，0.556106 ，Prm Reux

1

5.0

2x5t

1Pr30.00179m對空氣：由t500C2mm 2.83102 ，17.95106 ，Prm Reux5.0

117.952x5

tPr30.4mx0.4m的局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。己知水的來流溫度為t20C，速度為u

的壁面溫度tw

解：由

twt2

6020400C32m 63.5102 ，0.659106 ，Prm Reux

10.659當(dāng)x=0.4時，為旺盛湍流，不應(yīng)再用那 x

Re2xx0.2m時，x422.630.22x0.3m時，x422.630.32x0.4m時，x422.630.42解：由

twt2

6020400C22m 2.76102 ，16.96106 ，Prm Reux

10.659x

Re2x

當(dāng)x0.4m時，x1.9750.42 平均表面換熱系數(shù)為2x23.122wQttA6.244w1／56m/s200C20C。試問模型中空氣的速度應(yīng)為多少？如果測得模型中對流換熱的平均表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為2002200Cm 2.59102 ，15.06106m 2000Cm 3.93102 ，34.85106m uLu'所以有

'uL'6515.06

NuL' 所以有L2003.9360.695m' 5水在換熱器管內(nèi)被加熱，管內(nèi)徑為14mm，管長為2.5m700C，t'11050600C，t''11070tt''t'406049.330 ln

ln fttt11049.33 f kg m 3,cp4.179 , kg m 0.478106 ,

469.9106N 259.0106N ,Pr Re

1.30.0140.478

0Nuf

0.027Re08Pr13f

所以，NudQ1Ftm91920.0142.549.33

d Gcptf''tf

4cptf'

tf

1000C，t'11050600C，t''110100tt''t'1060 ln

fttt11027.982.10 f kg m970.4 3,cp4.197 , kg m 0.357106 ,

347106N 259.0106N ,Pr Re

1.30.357

0Nuf

0.027Re08Pr13f

所以，NudQ1Ftm

d Gcptf''tf

4cptf'

tf

f可見Q1和Q2相差很小，所以tf用內(nèi)徑為0.016m、長為2.5m的不銹進(jìn)行管內(nèi)對流換熱實驗，實驗時直接對不銹通以直流電加熱，電壓為5V，電流為900A，水的進(jìn)口溫度400C，t'11050600Ctt''t'1060 ln

fttt11027.982.10 f kg m970.4 3,cp4.197 , kg m 0.357106 ,

347106N 259.0106N ,Pr Re

1.30.357

0Nuf

0.027Re08Pr13f

所以，NudQ1Ftm

d Gcptf''tf

4cptf'

tf

f可見Q1和Q2相差很小，所以tf1.3m/s22mm2.25m38.5C58C解tf38.50 kg m1.13355 3,cp1.005 , kg m 16.816106 ,

19.025106N ,Prwt580Cw

20106N Re

1.30.022

1700.72300Nuf所以，Nud

m20C90C，試求管內(nèi)對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。解tf580cp1.005kJkg0C,0.02886Wm0 18.766106 ,

20106N ,Prwt900Cw

21.5106N Re

3.50.022

4103.22300

d3d3Nu

0041 004 L

Tw 2

00.02144103.2081000.69640410.0223331 2.25

所以，Nud

m22m/s5m20mm25C35Ct

2535300C2cp995.7kJkg0C,0.618Wm0 0.805106 ,

801.5106N ,Prwt900Cw

21.5106N Re

20.02

496890 0 Nuf0.023 所以，Nud

d1

mm，外管內(nèi)徑d2

400mm，在內(nèi)外管之間的環(huán)形通道內(nèi)水的流速u

m/s、平均溫度tfC，內(nèi)管壁溫tw

C25mm200mm的水平圓管橫置在風(fēng)洞之中進(jìn)行空100C，來流空氣溫度為20C、流速為5m/s。試計算圓管外壁面對流換熱的表（定性溫度為主流溫度，不用進(jìn)行試算；但不可求電加熱器功率tf''空氣平均溫度ttf'tf m s16RePr0NufCRe 037 PrwNu m2QGct''t 在一鍋爐煙道中有一6排管順排構(gòu)成的換熱器。已知管外徑dmms1ds2d2，管壁平均溫度tw100C，煙氣平均溫度tfC，管間最窄通道處的煙氣流速u

m/s解tf5000cp1.093kJkg0C,0.0574Wm0 79.38106 ,

36.2106N ,

wt1000Cw

21.9106Nww

,PrwRe

879.38

0Nu

0.27Ref063Prf036 f w

所以，Nud

76mm8020℃，試求暖氣管外壁面處自然對流換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及單位管長解：特征溫度為：由

tw2

802050022cp1.005kJkg0C,0.0283Wm0 17.95106 ,

19.6106N ,

273

0.003096KGrPr

d3Pr1.731179 Nu

CGrPrn所以，Nu6.483352W

qAttd60 解：垂 熱量為特征溫度為：由

tw2

1501884022cp1.009kJkg0C,0.031Wm0 21.59106 ,

21.3106N ,

273

0.002801KGrPr

Pr2.2Nu

CGrPrn0.1所以，Nuh

m20C1wQ1w

t

tdl特征溫度為：由tm

tw2

1001859022cp1.005kJkg0C,0.029Wm0s18.97106s

,

20.1106N ,

273gtd

0.003012K7GrPr

Pr1.58Nu

CGrPrn0.125所以，Nud

2wQ2w

t

一塊面積為0.20.2m220 假定特征溫度為t2100C，則t4000C 2cp1.026kJkg0C,0.0393Wm0 34.85106 ,

26.0106N ,

0.002114K gq

Pr Pr1.421011所以，Nul

wwqww

't