5-5 同习题5-4。若渐缩喷管的背压为 0.1 MPa，则喷管流量及出口流速为若干? [解]：因为此时 ??所以
C2?C0?a*22??0RT??0?1?0?12?316m/s1.4?1P21??0.1666??0?0.523 已达临界状态 P*6
?1.4?287.1?298.15?此时的流量为临界流量可由(5-22)式求得：
Amin*?2a??V*??0?1??0?1?2?0?2?c?m?max?m?2?m?43?10?2?1.4?287.1?298.15???0.14266?1.4?1??0.14212kg/s?1.4?1?2?1.4?2【（去掉1）】
或由 m?2?A2C2计算 V21*?PV2?V*???P2???0?1?0.14266????0.528?1?1.4?0.2251m3/kg
A2C23?10?4?316?2???0.4212kg/s 所以 mV20.22515-9 欲使压力为 0.1 MPa、温度为 300 K的空气流经扩压管后压力提高到 0.2 MPa，空气的初速至少应为若干?
[解]：如右图所示，需先求出出口温度T2（认为无摩擦，绝热流动）
?PT2?T1?2??P1??0?1??01?300?()21.4?11.4?365.7K
假若认为C2 = 0 (滞止)，则得：
C1?2Cp0(T*?T1)?2?1005?(365.7?300)?363.4m/s
所以 C1?363.4m/s
第六章 气体动力循环
第七章 水蒸气性质和蒸汽动力循环
7-1 利用水蒸气的焓熵图填充下列空白：
状态 1 2 3 4 5
p/MPa 5 0.3 1.0 0.01 4 t/oC 500 133.5 180 47 400 h/(kJ/kg) 3434 2550 2524 2345 3212 s/[kJ/(kg?K)] 6.975 6.565 6.0 7.405 6.77 干度x/% —— 91.9 86.7 90 —— 过热度D/ oC 235 —— —— —— 150 7-2 已知下列各状态： （1）p=3MPa，t=300 ℃； （2）p=5 MPa，t=155 ℃； （3）p=0.3 MPa，x=0.92。
试利用水和水蒸气热力性质表查出或计算出各状态的比体积、焓、熵和热力学能。
[解] (1) v?0.08116m3/kg；h?2994.2kJ/kg；s?6.5498kJ/(kg?K)
u?h?pv?2994.2?30?105?0.08116?10?3?2750.92kJ/kg
(2)v?0.001093525m3/kg；h?656.525kJ/kg；s?1.8865kJ/(kg?K)
u?h?pv?656.525?50?105?0.001093525?10?3?651.057kJ/kg (3) 由P?3bar，查饱和水蒸气表（附表7）得： ts?133.540C，v'?0.0010735m3/kg；v''?0.60586m3/kg
h'?561.4kJ/kg；h''?2725.5kJ/kg s'?1.6717kJ/kg；s''?6.9930kJ/(kg?K)
所以v?v'??(v''?v')?0.0010735?0.92?(0.60856?0.0010735)?0.55748m3/kg
h?h'??(h''?h')?561.4?0.92?(2725.5?561.4)?2552.372kJ/kg s?s'??(s''?s')?1.6717?0.92?(6.9930?1.6717)?6.5673kJ/(kg?K) u?h?pv?2552.372?3?105?0.55748?10?3?2385.128kJ/kg
7-4 某锅炉每小时生产 10 t水蒸气，其压力为 1 MPa，温度为 350 ℃。锅炉给水温度为 40 ℃，压力为 1.6 MPa。已知锅炉效率为
?B?蒸汽吸收的热量 ?80%燃料可产生的热能煤的发热量Hv=29 000kJ/kg。求每小时的耗煤量。 [解]：
??蒸汽?h?m?蒸汽?(h2?h1) Q蒸汽吸?m由 P，t1?400C， 查未饱和水（附表8），得 h1?168.7k3Jk /g1?16bar由 P2?10bar，t2?3500C，查过热蒸气（附表8），得 h2?3157k.7Jk /g4? 所以 Q蒸汽吸?10?(3157.7?168.73)??m 煤发热 Q?煤HV 煤???由热量平衡， Q 蒸汽吸?Q煤??B?Q煤?HV??B104?(3159.7?168.93)?煤???1.288吨/h 可得 m4(?B?Hr)0.80?2.9?10Q蒸汽吸7-7 已知朗肯循环的蒸汽初压p1=10 MPa，终压p2=0.005 MPa；初温为：（1）500 ℃、（2）550 ℃。试求循环的平均吸热温度、理论热效率和耗汽率[kg/（kW·h）]。
[答案] （1） 528.45 K ， 42.09 % ，2.651 kg/ (kW.h)
（2） 542.75 K ， 43.62 % ，2.483 kg/ (kW.h)
第八章制冷循环
8-1 （1）设大气温度为 30 ℃，冷库温度分别为 0 ℃、-10 ℃、-20 ℃，求逆向卡诺循环的制冷系数。
（2）设大气温度为 ?－10 ℃，供热温度分别为 40 ℃、50 ℃、60 ℃，求逆向
卡诺循环的供热系数。
[解]：（1） 逆向卡诺循环的制冷系数由(8-2)式得： ?C1?1T0?1TR11T0?1TR21T0?1TR3?1?9.105
30?273.15?1273.151?6.5788
30?273.15?1?10?273.151?5.063
30?273.15?1?20?273.15?C2???C3??可见，当T0一定时，TR愈低，?C愈小。
(2) 逆向卡诺循环的供热系数由 (8-4) 式得： ?C1?11??6.263 T?10?273.151?01?40?273.15TH11??5.2858 T?10?273.151?01?50?273.15TH211??4.7593 T?10?273.151?01?60?273.15TH3?C2??C3?可见，当T0一定时，TH愈高，?C愈小，且?C?1。
8-2 已知大气温度为 25 ℃，冷库温度为 -10 ℃，压气机增压比分别为2、3、4、5、6。试求空气压缩制冷循环的理论制冷系数。在所给的条件下，理论制冷系数最大可达多少（按定比热容理想气体计算）？
[解]：空气压缩制冷循环的理论制冷系数可由(8-5)式求得：
??2时，???1?0?1?0??1??1??1??111.4?121.4?4.566 ?1?2.712 ?1?2.058 ?1?1.713 ?1??3时，???1?0?1?011.4?131.4??4时，???1?0?1?011.4?141.4??5时，???1?0?1?011.4?151.4??6时，???1?0?1?0??111.4?161.4?1.496 ?1可见，当????，
?max?1T0min?1TR?1?7.519??c
25?273.15?1?10?273.158-4 某氨蒸气压缩制冷装置（参看图8-10），已知冷凝器中氨的压力为 1 MPa，节流后压力
6降为 0.2 MPa，制冷量为0，压气机绝热效率为 80%。试求： .12?10kJ/h（1）氨的流量；
（2）压气机出口温度及所耗功率； （3）制冷系数；
（4）冷却水流量[已知冷却水经过氨冷凝器后温度升高 8 K，水的比定压热容为 4.187 kJ/(kg?k)]。
工程热力学第四版严家禄（习题及答案）1-8章修正后 - 图文
