知喷管形状应选缩放型的。 由由
p1?9.0MPa,t1?525?C,h?s图得
pcr?p1vcr?9.0?0.546?4.914(MPa),scr?s1,和p2?pb?4.0MPa,s2?s1,查得
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 tf5.压力
?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?332m/s,M1?0.956
6.某单级活塞式压气机每小时吸入温度
t1?17℃、压力
p1?0.1MPa的空气120m，输出空气的压力为
3p2?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
7.一台两级压气机，几如压气机的空气温度是
t1?17℃，压力为
p1?0.1MPa，压气机将空气压缩至
p3?2.5MPa，压气机的生产量为50m3/h（标态下），两级压气机中的压缩过程均按多变指数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?p1n?1n2.5?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?400Kp0qv00.101325?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?
8.某轴式压气机，每秒生产
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℃，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 T2?p2??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?T19.一离心式压气机每分钟吸入压力为
p1?100kPa、t1?203200m℃的空气。空气离开压气机的温度为
t2?50℃，出口截面上的流速为50m/s，空气的比热容cp?1.004kJ/?kg.K?，假定与外界无热量交换。试求压
气机的耗功率。
答案 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%
加
热
理
想
内
燃
机
循
环
，
工
质
视
为
空
气
，
已
知
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： 2点： 3点： 4点： 5点：
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加热、定压加
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
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?27℃，压力p1?0.1MPa，循环增压比
??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。
（1）.画出循环的T?s图；
（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；
?T3?1176K；
（2）.Tmax （3）.?0 （4）.?t?239.8kJ/kg,?t?32.7%； ?28%
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温度t3p1?0.1MPa，t1?27℃，燃气轮机进出口处燃气
?157
?1000℃，试向增压比?最高为多少时，循环净功为0？ 答案 ?max15.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? 。
p1?9MPa，背压为pb?2MPa，此 喷管的形状应选择 。
（4）现设计一喷管，若进口过热蒸汽压为17、压力为0.1MPa、温度为150C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
p1?6.6MPa ，温度t?9600C ，背压为pb?4.0MPa试求出口截面流速。
219.某减缩喷管出口截面积为25mm，进口空气参数大时达到最大质量流量？该值是多少？ 20.压力为0.1MPa，温度3021.压力
0p1?0.5Pa,t1?3000C，初速c1?178m/s，问背压为多
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是多少？
p1?9.0MPa、温度t1?5500C的水蒸气，经节流阀后压力降为P2?8.6MPa，然后进入喷管作可逆膨p3?6MPa。设环境温度为T0?300K，流量qm?32kg/s问：
（1）该喷管为何形状；
（2）喷管出口流速及截面积为多少； （3）因节流引起的熵产及有效能损失为多少？
胀至压力为
第九章 蒸汽动力循环
1.蒸汽动力循环的主要设备是什么？各起什么作用？ 2.提高蒸汽动力循环热效率的主要措施与方法有那些？
3.在蒸汽压缩制冷循环中，如果用膨胀代替节流阀，有何优缺点？ 4.试画出蒸汽再循环的T?s图。
p1?4MPa,t1?5000C，背压为p2?0.004MPa。试求循环吸热、放热量、汽
5.某朗肯循环，水蒸气初参数为轮机做功和循环热效率。
6.某蒸汽动力循环，水蒸气的初参数为
p1?4.5MPa,t1?5300C，背压为p2?0.005MPa，汽轮机相对内效率
?T?0.88，试求循环吸热量、放热量、汽轮机做功量和循环热效率。
7.某蒸汽压缩制冷循环，制冷剂为氟里昂134a，蒸发器的出口温度为?26.45（1）循环制冷量和压气机耗功量； （2）制冷系数； （3）循环热效率。
8.某蒸汽动力循环装置为郎肯循环。蒸汽的初压为
0 C，冷凝器的出口温度300C。试求：
p1?4.0MPa，背压为p2?0.005MPa，若初温分别为300℃
和500℃，试求蒸汽在不同初温下的循环热效率?t及蒸汽的终态干度x2。 解：（1）.由 由
p1?4.0MPa，t1?300℃，查过热蒸汽表得
p2?0.005MPa，查饱和水和饱和蒸汽表得 ?s1得
由s2 又 h3 忽略泵功 h4??h2?137.22kJ/kg
?h3
（2）.过程和上一问相同，最后结果是 ?t?39%，x2?0.832
9.某朗肯循环，水蒸气初温为t1的循环热效率及排汽干度。 答案
?500℃，背压为
p2?0.005MPa，试求当初压分别为4.0MPa和6.0MPa时
工程热力学课后题答案
