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H08.doc

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H08 第八章 气体动力循环 8-1 活塞式内燃机定容加热循环的参数为：p1＝0.1 MPa、t1 ＝27 ，压缩比ε＝6.5，加热量q1＝700 kJ/kg。假设工质为空气及比热容为定值，试求循环各点的状态、循环净功及循环热效率。 解 已知p1=0.1 MPa；T1=273+27=300 K；ε=6.5；q1=700 KJ/Kg （1） 计算循环各点的状态 RT287.1×300v1=1==0.861m3/kg 6 T10.1×10 p2=p1εk=0.1×106×(6.5)1.4=1.37MPa T2=T1εk?1=300×(6.5) 1.4?1 =634.3K v2= v1 εq700T3=1+T2=+634.3=1612K cv00.716 p3=p2 T31612 =1.37×=3.48MPa T2634.3 = 0.861 =0.132m3/kg 6.5 v3=v2=0.132m3/kg T4= 1612 =762.4K K?11.4?1 ε6.5p33.48==0.253MPa p4=ε6.5= T3 气体动力循环 131 v4=v1=0.861m3/kg (2) 循环净功为： w0=cv0(T3?T2)?cv0(T4?T1) =0.716(1612?634.3)?0.716(762.4?300) =368.9kJ/kg (3) 循环热效率为： 1 ηt=1?κ?1=1? 1 =0.527 ε 6.50.4 8-2 若上题活塞式内燃机定容加热循环的压缩比由6.5提高到8, 试求循环热效率的变化及平均吸热温度和平均放热温度的变化。 解 当 ε=8时，循环热效率为: ηt’=1? 循环热效率增加为： 1 εκ?1 =1? 1 =0.565 0.48 ?ηt=0.565?0.527=3.80 平均吸热温度及平均放热温度的变化情况： 当 ε=6.5 时： 由内燃机定容加热循环的T－s图可知 T ?s2?3=?s4?1=cv0ln3 T2 =0.716ln 故 Tm= 1 q1?S2?3 1612 =0.6678kJ/kgK 634.3700==1048.2K 0.6678 132 气体动力循环 q2=q1?w0=700?368.9=331.1kJ/kg Tm2= q2331.1 ==495.8K ?s4?10.6678 当ε=8 时， T2’=T1εK?1=300×80.4=689.2K q1700T=+T2’=+689.2=1666.85K cv00.716 ‘3’2?3 ‘4?1 ?s=?s T3’1666.85 =cv0ln=0.716×ln 689.2 T2 =0.63234kJ/kgK ‘ Tm1= q1700 ==1107K ?s2?30.63234 ‘w0=q1×ηt’=700×0.565=395.5kJ/kg ‘q2=q1?w0=700?395.5=304.5kJ/kg Tm 2 ‘ 304.5q2 ===481.5K ?s4?10.63234 可见，平均吸热温度提高了1107?1048.2=58.8K，平均放热温度降低了495.8?481.5=1.03K。 8-3 按习题8-1所述条件，若比热容按变比热容考虑，试利用气体热力性质表计算该循环的热效率及循环净功。 解 已知 T1=300 K，查附表3得ur=214.07 kJ/kg,，利用相对 气体动力循环 133 比容计算 v2vr21 == v1vr16.5vr2= vr16.5 = 621.2 =95.57 6.5 查附表3，当vr=95.57时，T2=623.3K 2而T2=623.3K时，u2=452.63kJ/kg 在2—3定容过程中，u3?u2=q1 故 u3=q1+u2=1152.63kJ/kg 查得 T3=1442.7K vr3=8.105 vr4= v4v ×vr3=1×vr3=ε×vr3 v3v2 =6.5×8.105=52.6825 当 vr=52.6825时，T4=774.7K，u4=571.83kJ/kg 4 在4-1过程中 q2=u4?u1=571.83?214.07=357.76kJ/kg 可得 w0=q1?q2=700?357.76=342.24kJ/kg ηt=1? q2357.76=1?=0.489 q1700 8-4 在活塞式内燃机中，为了保证气缸的机械强度及润滑， 总是在气缸壁外面加以冷却。如果考虑压缩过程和膨胀过程中工 134 气体动力循环 质与气缸壁间的热交换，按习题8-1所给条件，则膨胀过程可近似为n＝1.37的多变过程，压缩过程可近似为n＝1.38的多变过程，试据