工程热力学课件例题.doc

65例1.1：已知甲醇合成塔上压力表的读数150kgf/cm2，这时车间内气压计上的读数为780mmHg。试求合成塔内绝对压力等于多少kPa？ 14819kPa 例1.2：在通风机吸气管上用U型管压力计测出的压力为300mmH2O，这时气压计上的读数750mmHg。试：（1）求吸气管内气体的绝对压力等于多少kPa？ 103kPa （2）若吸气管内的气体压力不变，而大气压下降至735mmHg，这时U型管压力计的读数等于多少？504mmH2O 例1.3：某容器被一刚性壁分成两部分，在容器的不同部位安装有压力计，如图所示。压力表A、C位于大气环境中，B位于室Ⅱ中。设大气压力为97KPa： （1）若压力表B、表C的读数分别为75kPa、0.11MPa，试确定压力表A上的读数及容器两部分内气体的绝对压力； pA=35kPa， pⅠ=207kPa， pⅡ=132kPa （2）若表C为真空计，读数为24kPa，压力表B的读数为36kPa，试问表A是什么表？读数是多少？ A为真空计，且pA=60kPa 例1.4：判断下列过程中哪些是①可逆的②不可逆的③不确定是否可逆的，并扼要说明不可逆的原因。（1）对刚性容器内的水加热，使其在恒温下蒸发；是不确定的。 （2）对刚性容器内的水作功，使其在恒温下蒸发；是不可逆的。 （3）对刚性容器中的空气缓慢加热。使其从50℃升温到100℃。是不确定的。 （4）一定质量的空气，在无摩擦、不导热的汽缸和活塞中被缓慢压缩。是可逆的。 （5）50℃的水流与25℃的水流绝热混合。是不可逆的。 例2.1：如图所示，某种气体工质从状态1（p1、V1）可逆地膨胀到状态2（p2、V2）。膨胀过程中： （a）工质的压力服从p=a-bV，其中a、b为常数； （b）工质的pV值保持恒定为p1V1 试：分别求两过程中气体的膨胀功。 答案：（a）；（b） 例2.2：如图所示，一定量气体在气缸内体积由0.9m3可逆地膨胀到1.4m3，过程中气体压力保持定值，且p=0.2MPa，若在此过程中气体内能增加12000J，试求： （1）求此过程中气体吸入或放出的热量；112000J （2）若活塞质量为20kg，且初始时活塞静止，求终态时活塞的速度（已知环境压力p0=0.1Mpa）。70.7m/s 例2.3：一封闭系统从状态1沿1-2-3途径到状态3，传递给外界的热量为47.5kJ，系统对外作功为30kJ，如图。（1）若沿1-4-3途径变化时，系统对外作功15kJ，求过程中系统与外界传递的热量。 Q143=-62.5kJ （2）若系统从状态3沿图示曲线途径到达状态1，外界对系统作功6kJ，求该过程中系统与外界传递的热量。Q31=71.5kJ （3）若U2=175kJ，U3=87.5kJ，求过程2-3传递的热量及状态1的内能。U1=165kJ 例2.4：某燃气轮机装置，如图所示。已知压气机进口处空气的焓h1=290kJ/kg。经压缩后，空气升温使焓增加为h2=580kJ/kg。在截面2处空气和燃料的混合物以c2=20m/s的速度进入燃烧室，在定压下燃烧，使工质吸入热量q=670kJ/kg。燃烧后燃气进入喷管绝热膨胀到状态3’，h’3=800kJ/kg，流速增加到c3’，此燃气进入动叶片，推动转轮回转做功。若燃气在动叶片中的热力状态不变，最后离开燃气轮机的速度c4=100m/s。 求：（1）若空气流量为100kg/s，压气机消耗的功率为多大？Ns1=-29000kW （2）若燃料发热值qB=43960kJ/kg，燃料的耗量为多少？qm2=1.524m/s （3）燃气在喷管出口处的流速是多少？ c3’=949m/s （4）燃气轮机的功率是多大？Ns2=45209kW （5）燃气轮机装置的总功率为多少？Ns=16209kW 例2.5：空气在某压气机中被压缩。压缩前空气参数：p1=0.1MPa，v1=0.845m3/kg；压缩后p2=0.8MPa，v2=0.175m3/kg。在压缩过程中1kg空气的热力学能增加146kJ，同时向外放出热量50kJ，压气机每分钟生产压缩空气10kg。求：①压缩过程中对每公斤气体所做的功；②每产生1kg的压缩气体所需的功；③带动此压气机至少需要多大功率的电动机？ w=-196kJ/kg，ws= -251.5kJ/kg，Ns== -41.9kW 例2.6：某热机从t1=1000℃的热源吸热1000kJ，又向t2=150℃的冷源放热。 ① 求该热机可能达到的最高热效率；66.8% ② 最多可产生多少循环净功；668kJ ③ 若在传热时存在温差，吸热时有200℃温差，放热时有100℃温差，试求其热效率和循环净功。51.3% ， 513kJ 例2.7：利用逆向卡诺循环作