09章习题提示与答案

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1、习题提示与答案第九章气体动力循环9-1活塞式内燃机定容加热循环的参数为：p＝0.1MPa、t＝27℃，压缩比ε＝6.5，加热量q＝700111kJ/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。v1提示：1-2过程为等熵压缩过程，压缩比ε=；2-3过程为定容加热过程，过v2程热量q=cp0ΔT；3-4过程为等熵膨胀过程；4-1过程为定容放热过程。循环净功：1w0=q1-│q2│；循环热效率：η=1−。tεκ-1定容加热循环的T-s图333答案：v1=0.861m/kg；p2=1.37MPa，v2=0.132m/kg，T2=634.3K；p3=3.48MPa

2、，v3=0.132m/kg，3T3=1612K；p4=0.253MPa，v4=0.861m/kg，T4=762.4K；w0=3689.kJ/kg；ηt=.0527。9-2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。1q提示：循环热效率η=1−；平均温度T=。tκ-1mεΔs答案：ΔTm1=58.8K，ΔTm2=14.3K，Δηt=3.8%。9-3根据习题9-1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。q2提示：w0=q1-│q2│，ηt=1−，q=Δu，工质可看做理想气体；热力过

3、程终态与初态的比体积之比q1vv等于其相对比体积之比，即2r2=，相对比体积为温度的单值函数。vv1r1答案：w0＝342.24kJ/kg，ηt=0.489。9-4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。如果考虑第九章气体动力循环·43·压缩过程和膨胀过程中工质与气缸壁间的热交换，根据习题9-1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，试据此计算其状态变化及过程的功。至于定容加热过程及定容放热过程，可考虑比热容为变比热容，而按空气热力性质表计算，试求该循环的循环热效率及循环净功。提示：见题中提示；理想气体

4、热力学能为温度的单一函数；w=dw。0∫答案：w0=320.45kJ/kg，ηt=0.458。9-5活塞式内燃机混合加热循环的参数为：p＝0.1MPa、t＝17℃，压缩比ε＝16，压力升高比λ＝111.4，预胀比ρ＝1.7。假设工质为空气且比热容为定值，试求循环各点的状态、循环功及循环热效率。vp13提示：1-2过程为等熵压缩过程，压缩比ε=，2-3过程为定容加热过程，压力升高比λ=，3-4vp22v过程为定压加热过程，预胀比4ρ=，4-5过程为等熵膨胀过程，5-1过程为定容放热过程；w0=q1-│q2│，v3q2η=1−；工质看做理想气体。tq1答案：3，，，3，v1=.0833m/k

5、gT2=8791.Kp2=.485MPav2=.00521m/kg，，3，p=.679MPaT=12307.Kv=.00521m/kgT=2092.2K，334，3，，，p=.679MPav=.00857m/kgT=8534.Kp=.0294MPa4455混合加热循环的T-s图.0833m3/kg；；。v5=w0=712kJ/kgηt=.06389-6定压加热燃气轮机装置循环的参数为：p＝0.1MPa、t＝17℃，最高温11度t＝650℃，增压比π＝6。假设工质为空气且比热容为定值，试求循环净功及循3环热效率。ppp223提示：1-2过程为等熵压缩过程，增压比π=，且=，2-3过程为pp

6、p114燃气轮机定压加热循环定压加热过程，3-4过程为等熵膨胀过程，4-1过程为定压放热过程；循环净功的T-s图1w0=wT-│wc│，燃气轮机作功wT=cp0ΔT，压气机耗功│wc│=cp0ΔT，循环热效率η=1−。t(κ−1)/κπ答案：w0=176.65kJ/kg，η=4000。t第九章·气体动力循环·44·9-7根据上题所述条件，若压气机绝热效率η＝0.85，燃气轮机效率η＝0.90，试求该实际循环的c,sT热效率。τ1η−(κ−1)/κTπηcs,提示：η=。tτ−11−(κ−1)/κπ−1ηcs,答案：η=2600。t9-8根据习题9-6所述条件，若设比热容为变比热容并按气体

7、性质表计算，试求该循环的热效率及循环净功。q2提示：w0=q1-│q2│，η=1−，q=Δh，工质可看做理想气体；热力过程终态与初态的比体积之比tq1vv等于其相对比体积之比，即2r2=，相对比体积为温度的单值函数。vv1r1答案：w0=1845.kJ/kg，ηt=.0389。9-9根据习题9-6所述条件，若采用回热循环且设回热度为100%，试求循环热效率。与不采用回热的循环相比其循环热效率增大的百分数是多少？提示：回热循环的回热度