工程热力学计算题VIP免费

1、1kg 氧气置于图所示的气缸内，缸壁能充分导热，且活塞与缸壁无摩擦。初始时氧气压力为0.5Mpa、温度为27℃。如果气缸长度为2L，活塞质量为10kg，试计算拔除销钉后，活塞可 能达 到 的最 大 速 度。氧气的比 热容)/(918.0KkgkJcp，k=1.395 ，)/(260.0KkgkJRg 解： 取气缸内的氧气为研究对象。 根据热力学第一定律WUQ知道，加入系统的热量一部分用于增加系统的热力学能，一部分用于对外做功。根据题意：活塞如果要达到最大速度，那么氧气膨胀过程中吸入的热量全部用于对外做功，所以氧气的热力学能不发生变化。由于氧气可以看作理想气体，而理想气体的热力学能是温度的单值函数，所以氧气膨胀过程为可逆定温膨胀过程。 设环境温度为T0，环境压力为P0，氧气的质量为m，活塞的质量为M，活塞最大速度为Vmax。氧气初始状态的压力为P1，温度为T1，容积为V1，氧气膨胀后的容积为V2，膨胀过程的膨胀功为W。 VPWMV02max21 211 ln VVTRWg 111TmRVPg 12VVV 122VV  所以 有 ：2ln1TRWg 110/ PTRVPg 代 入 数 据 ：7.38484)2.02(ln)2715.273(2602ln102111012maxpTRPTRVgg smV/73.87max  2、空气等熵流经一缩放喷管，进口截面上的压力和温度分别是 0.58Mpa、440K，出口截面l 2l 销钉 p0=0.1Mpa t0=27℃ p=0.5Mpa t=27℃ 上的压力MPap14.02 。已知喷管进口截面面积为 2.6× 10-3m2，空气的质量流量为 1.5kg/s，试求喷管喉部面积及出口截面的面积和出口流速。空气的比热容)/(005.1KkgkJcp，k=1.4，)/(287.0KkgkJRg 解： 根 据题意知 道，进 口参数 为MPap58.01 ，KT4401 。出 口截面 上的压力MPap14.02 。喷管进口截面 A1 面积 2.6× 10-3m2，空气的质量流量 Q 为 1.5kg/s。 )/(61.1251,11,1smcvcAqff )/(2177.01058.044028736111kgmpTRvg KccTTpf9.44721,210 MpaTTppkk617.0)(11010 528.0)12(10kkccrkpp )(32579.0617.0528.0528.00MPappcr )(2.373)528.0(9.447)(4.114.1100KppTTkkcrcr )/(32876.01032579.02.37328736kgmpTRvcrcrgcr )/(2.3872.3732874.1,smTkRccrgcrf 喷管喉部面积)(10273.12.38732867.05.123,minmcvQAcrfcr )(18.293)58.014.0(440)(4.114.110202KppTTkk )/(60...