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工程热力学 华自强 工程热力学课后答案--华自强张忠进(第三版)pdf下载H07 第七章 压气机的压气过程 7-1 设压气机进口空气的压力为0.1 MPa，温度为27 ，压缩后空气的压力为0.5 MPa。设压缩过程为：(1)绝热过程；(2)n＝1.25的多变过程；(3)定温过程。试求比热容为定值时压气机压缩1 kg空气所消耗的轴功及放出的热量。 解 已知压气机进口处空气压力p1=0.1 Mpa，进口温度T1=300 K；出口处空气压力p2=0.5 Mpa。 （1）当压缩过程为绝热过程时，压缩1kg空气所消耗的功为： (k?1)?? ?p2??k??(ws)cs=RgT11??????k?1p1?????? 0.4 ??.4?6 ?×1.40.510??=×0.2871×300?1??6????0.1×10??1.4?1 ?? =－176 kJ/kg 当绝热压缩时，空气放出的热量q1?2s=0 （2）当压缩过程为n=1.25的多变过程时，压缩1kg空气所消耗的功为： (n?1?? ?p2??n??(ws)cn=RgT11?????n?1p1??????? 0.??6.25??1.250.510×??=×0.2871×300?1??6????1.25?10.1×10???? =－163.5 kJ/kg 对于多变过程，空气放出的热量 压气机的压气过程123 (n?1?? k?n??p2?? ?=cv0T11??????n?1?p1????? 0.??6.25??1.4?1.250.510×? =0.716×?×300?1??6????1.25?10.1×10???? q1?2n =－48.94 kJ/kg （3）当压缩过程为定温过程时，压缩1kg空气所消耗的功为： p (ws)cT=RgT1ln1 p20.1×106 =0.2871×300×ln 0.5×10 =－138.6 kJ/kg 对于定温过程，空气所放出的热量等于空气所消耗的压缩功，即 q1?2T=(ws)cT=?138.6 kJ/kg 7-2 按上题所述条件，若压气机为活塞式压气机，其余隙比 为0.05，试求三种压缩过程下压气机的容积效率。 V 解 已知p1=0.1 Mpa， p2=0.5 Mpa，余隙比s=0.05 Vh（1）当压缩过程为绝热过程时，压气机的容积效率为： ??Vs??p2?? ηvs=1????1 ???Vh??p1? ?? ??0.5×106??=1?0.05????1? 6?????0.1×10? ?? =0.892 （2）当压缩过程为多变过程时，压缩机的容积效率为 124 压气机的压气过程 ??????p2??1? ???p1????? ??0.5×106?.25? =1?0.05????1? 6?????0.1×10? ?? =0.869 （3）当压缩机为定温过程（n=1）时，压缩机的容积效率为： ?V?p ηvT=1?s?2?1? Vh?p1? V ηvn=1?s Vh ?0.5×106? =1?0.05??1?=0.8 ?0.1×10? 7-3 设活塞式压气机的余隙比为0.05，试求当压气机的压缩过程分别为绝热过程、n＝1.25的多变过程、定温过程时，压气机的容积效率降低为零所对应的增压比。 V 解 已知余隙比s=0.05，压缩机的容积效率 Vh ηVn ????Vp2 ?=1?s???1? ???Vh??p1? ?? n ?V?p 若ηVn=0，则增压比 2=?h+1? ?p1??Vs? （1）当压缩过程为绝热过程时，若ηvs=0，则增压比 ??1?p2??Vh?????=+=+11=70.98 ??p??V??0.05???1?s?s? （2）当压缩过程为n=1.25的多变过程时，若ηVn=0，则增压比 k 1.4 压气机的压气过程125 ?Vh??p2??1?????=+=+11??=44.95 ?p??V?0.05???1?n?s? （3）当压缩机为定温过程（n=1）时，若ηVT=0，则增压比 ?p2??1? ??=+1??=21 ?p?0.05??1?T? 7-4 有一台两级压气机，其进口的空气压力为0.1 MPa，温度为17 ，压气机产生的压缩空气的压力为2.5 MPa。两级气缸中的压缩过程均为n＝1.3多变过程，且两级中的增压比相同。在两级气缸之间设置有中间冷却器，空气在其中冷却到17 后送入高压气缸。试求压气机压缩1 kg空气所需要的轴功，以及中间冷却器和两级气缸中所放出的热量。 解 已知两级压气机中，p1=0.1 MPa，T1=290 K，T2′=T1=290 K, p2=2.5 MPa，且两级气缸中压缩过程多变指数n均为1.3，两级增压比相同，即 ′p2p=2= ′p1p2 n 1.25 p2