3、 右图为蒸气压缩制冷循环的T-s图,试指出进行各热力过程相应设备的名称,并写出制冷量q2和制冷系数ε的计算式。 答:1-2过程的设备为压缩机,
2-3过程的设备为冷凝器, 3-4过程的设备为膨胀阀, 4-1过程的设备为蒸发器。
4、 为什么工质流经渐缩喷管时,其出口速度不能超过当地音速? 答:气体流经渐缩喷管时,dc>0,df<0。而由管道截面变化与气流速度的变化遵循关系式。若出口速度超过当地音速,则马赫数M>1,则上述关系式不成立。因此,出口速度不能超过当地音速。
五. 计算题(4小题,每小题10分,共40分)
1、具有1kg空气的闭口系统,其初态容积为V1,终态容积为V(V1),2V2=10 当初态和终态温度均为T时,当分别经过(a)可逆定温膨胀;(b)向真空自由膨胀时,求该闭口系统对外所作的功和熵变。 解:1.可逆定温膨胀:
2. 向真空自由膨胀:
由于终态确定,熵的变化就确定,不论是否可逆,可用可逆定温过程来计算熵变。即:
2、某一动力循环工作于温度为1000K及300K的热源与冷源之间,循环过程为1-2-3-1。其中1-2为定压吸热过程,2-3为可逆绝热膨胀过程,3-1为定温放热过程。点1的参数是
,点2的参
数是。如循环中是1kg的空气,其cp=1.01 kJ/(kg·K)。求循环热效率及净功。
解:2-3为可逆绝热膨胀过程,则点3的压力:
吸热量:放热量:
循环热效率:循环净功:
3、有两股空气,压力均为大气压力B=101325Pa,温度分别为40℃和0℃相对湿度均为40%,它们之间的干空气流量百分比依次为60%和40% 。求混合后的温度和相对湿度。设混合后的压力仍为大气压力。(h-d图见附表)
解:由已知
,
查焓湿图可得:
d1=19g/kg(a),h1=89kJ/kg(a) d2=1.5g/kg(a),h2=4.0kJ/kg(a)
对于湿空气的绝热混合过程,建立热平衡和湿平衡方程
代入数据解得:dc=12g/kg(a),hc=55kJ/kg(a) 再根据dc和hc查焓湿图得:
4、空气进入一渐缩喷管,进口空气的压力速
m/s,喷管背压
。
,温度
℃,流
,若喷管出口截面积f2=100mm2。求;(2)喷管出口的质量流量。
(1)喷管出口的气流速度
解:空气为双原子气体,则临界压力
所以,渐缩喷管出口截面处的压力
出口流速:
出口的质量流量:
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