得
hcr?3250kj/kg,vcr?0.061m3/kgh2?3190kj/kg,v2?0.072m/kg3
ccr?2?h1?hcr??2?103?(3450?3250)?632.5(m/s)c2?2(h1?h2)?2?10?(3450?3190)?721.1(m/s)3
Acr?
qmvcr6?0.061??5.79?10?4(m2)?5.79(cm2)ccr632.5qmv26?0.072??5.99?10?4(m2)?5.99(cm2)c2721.1
A2?4.空气以200m/s的速度在管内流动，用水银温度计测得空气的温度为70℃，假设气流在温度计壁面得到完全滞止，试求空气的实际温度。 答案 5.压力
tf?50.1℃
p1?100kPa、温度为t1?27℃的空气，流经扩压管时压力提高到p2?180kPa，问空气进
入扩压管是至少有多大流速？这时进口马赫数是多少？ 答案
c1?33m2/s,M1?0.9566.某单级活塞式压气机每小时吸入温度t1为
?17℃、压力p1?0.1MPa的空气120m3，输出空气的压力
p2?0.64MPa。试按下列三种情况计算压气机所许的理想功率：
（1）.定温压缩； （2）.绝热压缩； （3）.多变压缩（n答案 （1）.Pc,T?1.2）。
?6.19kW； （2）.Pc,s?8.2kW； （3）.Pc,n?7.3kW
?17℃，压力为p1?0.1MPa，压气机将空气压缩至
7.一台两级压气机，几如压气机的空气温度是t1，两级压气机中的压缩过程均按多变指数p3?2.5MPa，压气机的生产量为50m3/h（标态下）
n?1.25进行。现以压气机耗功最小为条件，试求：
（1）.空气在低压气缸中被压缩后的饿压力为（2）.空气在气缸中压缩后的温度； （3）.压气机耗功量；
（4）.空气在级间冷却器中放出的热量。
p2；
解 （1）.
?opt?p3?p12.5?50.1
p2?p1?opt?0.1?5?0.5(MPa)0.25?p2?1.25T?T1??p???290?5?400(K) （2）.2?1?T2??T1,T3?T2?400Kn?1np0qv00.101325?500?106qm???646.6(kg/h)?0.180(kg/s)3RgT00.287?10?273 （3）.Pc(?opt?1)n?10.252?1.25?0.18?0.287?2901.25??(5?1)?56.9(kW)1.25?1?2nqmRgT1n?1n
（4）.??qmcp?T2??T2??qmcp?T1?T2??0.18?1.004??290?400???19.9?kW?
20kg压力为0.5MPa的压缩空气。若进入压气机的空气温度为t1?20℃，
8.某轴式压气机，每秒生产压力为
p10.1MPa，压气机的绝热效率?c,s?0.92，求出口处压缩空气的温度及该压气机的耗功率。
解
?p2?T2?T1??p???1?k?1k?0.5??293????0.1?得
1.4?11.4?464.1(K)
由?c,s?h2?h1T2?T1???h2?h1T2?T1
T?T464.1?293?T2?T1?21?293??478.9(K)
?c,s0.92
?4P?qmcp??T2?T1???20?1.004??478.9?293??3.73?10(kW)
??9.一离心式压气机每分钟吸入压力为度为
p1?100kPa、t1?20℃的空气200m3。空气离开压气机的温
t2?50℃，出口截面上的流速为50m/s，空气的比热容cp?1.004kJ/?kg.K?，假定与外界无
答案
热量交换。试求压气机的耗功率。
P?124.4kW
10.定容加热汽油机循环在每千克空气加入热量1000kJ，压缩比??v1/v2?5，压缩过程的初参数为
100kPa,15℃。试求：
（1）.循环的最高压力和最高温度； （2）.循环的热效率。 答案 （1）.Tmax11.
一
混
合
?1943K，pmax?3.37MPa； （2）.?c,s?52.6%
热
理
想
内
燃
机
循
环
，
工
质
视
为
空
气
，
已
知
加
p1?0.1MPa,t1?50?C,??v1/v2?12,??p3/p2?1.8,??v4/v3?1.3，比热容为定值。
试求在此循环中单位质量工质的吸热量、净功量和循环热效率。 解 循环T?s图如右图所示。
1点：
p1?0.1MPa,T1?323Kv1?RgT1p1?287?3233?0.927m/kg60.1?10??
2点：
v2?v1??0.927?0.0773m3/kg12???v1?k0.4p2?p1??v???p1??0.1?12?3.242?MPa?
?2??v1?T2?T1??v???2? 3点：
k?1k?323?120.4?872.7?K?p3??p2?1.8?3.242?5.836?MPa?
v3?v2?0.0773m3/kg??
p3v35.836?106?0.0773?K?T3???1572Rg287 4点：
v4??v3?1.3?0.00773?0.1005m3/kg
??
?v4T4?T3??v????1572?1.3?2004?K??? 5点：
v5?v1?0.927m3/kg
??0.4?v4?T5?T4??v???5?k?1?0.1005??2044???0.927???840.5?K?
qH?cV?T3?T2??cp?T4?T3?
?0.717??1572?872.7??1.004??2044?1572?
?975.2?kJ/kg?qL?cV?T5?T1??0.717??840.2?323??371.0?kJ/kg?qt371.0?1??62%qH975.2
?t?1?
12.在相同的初态及循环最高压力与最高温度相同的条件下，试在T加热、定压加热及混合加热的内燃机理想循环的热效率。
?s图上利用平均温度的概念比较定容
答案
T?s图如图所示。 若定容加热理想循环热效率为?t,V，定压加热理想循环热效率为?t,p，混合加热理想循环热效率为?t，则有?t,V??t??t,p
?27℃，压力p1?0.1MPa，循环
13.在燃气轮机的定压循环中，工质视为空气，进入压气机的温度t1增压比??p2/p1?4。在燃烧事中加入热量，经绝热膨胀至p4?0.1MPa。设比热为定值。
?s图；
（1）.画出循环的T （2）.求循环的最高温度； （3）.求循环的净功量和热效率；
（4）.若燃气轮机的相对内效率为0.91，循环的热效率为多少？ 答案 （1）.T?s图如图所示；
（2）.Tmax （3）.?0 （4）.?t?T3?1176K；
?239.8kJ/kg,?t?32.7%； ?28%
p1?0.1MPa，t1?27℃，燃气轮机
14.对于燃气轮机定压加热理想循环，若压气机进出口空气参数为进出口处燃气温度t3试向增压比?最高为多少时，循环净功为0？ 答案 ?max?157 ?1000℃，
15.某锅炉每小时生产4t水蒸气。蒸汽出口的表压为
pg2?12MPa，温度t2?350℃。设给水温度
t1?40℃，锅炉效率?B?0.8，煤的发热量（热值）qp?2.97?104kJ/kg，试求每小时锅炉的耗
煤量。
答案 耗煤量qm,c16、 填空题：
（1）用水银温度计测量高速流动的气流温度，设温度计上读数为t，气流温度为tf，则二者的大小关系为____________；
（2）在喷管的气体流动中，气体压力不断__________,流速＿＿＿＿，马赫数 ＿＿＿＿＿＿； （3）有一减缩喷管，空气进口压力为
?448kg/h
p1?1MPa，背压pb?0.3MPa，册出口压力
p2? 。
（4）现设计一喷管，若进口过热蒸汽压为择 。
17、压力为0.1MPa、温度为150p1?9MPa，背压为pb?2MPa，此 喷管的形状应选
C的空气，分别以100m/s，200m/s，和400m/s的流速流动，
当空气滞止时，问空气的滞止温度和滞止压力各为多少？ 18、某减缩喷管进口氮气压力为出口截面流速。
19.某减缩喷管出口截面积为25mm，进口空气参数问背压为多大时达到最大质量流量？该值是多少？ 20.压力为0.1MPa，温度30是多少？ 21.压力
02p1?6.6MPa ，温度t?9600C ，背压为pb?4.0MPa试求
m/s，初速c1?178p1?0.5Pa,t1?3000C，
C的空气经扩压管后压力升高至0.16MPa，问空气进入扩压管的初速
p1?9.0MPa、温度t1?5500C的水蒸气，经节流阀后压力降为P2?8.6MPa，然后进入
工程热力学课后题答案
