?Sw?mwcwlnTfTw?9.0?4.187?ln298.1＝0.3939kJ/K 295?Siso??Sm??SW＝0.2021 kJ/K
3．在两个恒温热源间工作的某动力循环系统，其高温热源温度源温度
=1000K低温热
=300K。循环中工质吸热过程的熵变Δs1=1.0kJ/(kg·K) ，吸热量
=600kJ/kg。环境
=980kJ/kg；工质放热过程的熵变Δs2= –1.02kJ/(kg·K), 放热量温度
=300K，试求：(1)循环的热效率(2)吸热过程和放热过程的熵流和熵产；
(3)判断该过程能否实现。 3解：（1）循环净功为
wnet?qnet?q1?q2?980?600=380 K
循环热效率为
?t?wnet380?=38.8% q1980（2）
Ⅰ、工质吸热过程 熵流为sf1?q1980?=0.98 kJ/(kg·K) T11000该过程熵变为?s1?sf1?sg1=1.0 kJ/(kg·K) 则熵产为sg1??s1?sf1?1.0?0.98=0.02 kJ/(kg·K) Ⅱ、工质放热过程 熵流为sf2??q2600??=－2 kJ/(kg·K) T2300该过程熵变为?s2?sf2?sg2= –1.02 kJ/(kg·K)
则熵产为sg2??s2?sf2??1.02?(?2)=0.98 kJ/(kg·K) （3）由上面结果得（可任选Ⅰ、Ⅱ之一进行判断，） Ⅰ、工质吸热过程有?s1?工质放热过程有?s2?q1，既能实现 T1?q2，既能实现 T2Ⅱ、也可以用循环熵增
?s??s1??s2?1.0?1.02?0.02?0 即还是能实现
4. p0 = 1.0MPa，t0 =20oC的空气可逆绝热流经渐缩喷管，在喷管截面F 为0.003 平方米处的气流马赫数为0.7，若背压为0.25MPa，试求F 截面处空气的温度及流速，喷管出口截面积A2 及空气出口流速，空气比定压热容为c p =1004J /(kg K) 。 4.解：在截面F 处，面积AF=0.003m2，由题意可逆绝热流动，得截面F 处的气流速度为： Cf,F?2(h0?hF)?2CP(T0?TF)?2当地音速为: C?kRgTF 由马赫数的概念：Ma?因此 TF?kRgk?1(T0?TF)
cf,Fc?2T0(?1) k?1TFT0293??267K
2k?121.4?1(Ma?1)(0.7?1)22因此，截面 F 处的气流速度为：
cf,F?c?Ma?kRgTF?Ma?0.7?1.4?287(J/kg.k)?267?229.3m/s
1.4TFkk267由可逆绝热流动过程得：PF?P0()?1?1?()1.4?1?0.722MPa
T0293 vF?RgTFPF?287(J/kg.K)?0.106m3/kg
0.722MPa因此流量为：qm?AFcf,FvF0.003m2?229.3m/s??6.49kg/s 30.106m/kg考虑出口截面参数：pcr?0.528p0?0.528MPa?0.25MPa 因此，在出口处的参数为：p2?pcr?0.528MPa
?1?1P2kk0.5281.4T2?T0()?293?()1.4?244K
P01v2?RgT2P2?287(J/kg.K)?244K?0.133m3/kg
0.528MPaCf,2?2(h0?h2)?2CP(T0?T2)?313.7m/s
由连续性方程可知各截面流量应相等，因此
q26.49kg/s?0.133m3/kgA2???0.0027m2
cf,2313.7m/s5．活塞压缩机每分钟转速360转，从环境吸进21℃的空气14
将之压缩到0.52
MPa输出。设压缩过程为可逆多变过程，多变指数为1.3,压缩机容积效率ηV=0.95。求:(1) 所需输入压缩机的功率；(2) 余隙容积比及活塞排量。空气作理想气体,比热容取定值；空气气体常数pb=0.1013 MPa。
5．解：（1）由压缩机多变过程压缩功计算公式得
?1?1np2nn1.30.521.31.3wc?RgT1[()?1]??0.287?(273?21)[()?1]=167.8 kJ/kg
n?1p11.3?10.1013
=287J/(kg·K)、
=1005J/(kg·K)、环境大气压
压缩机空气质量流量为
m??Vnrp1Vnr0.1013?14?360????=1.0085 kJ/kg v160RgT1600.287?(273?21)?60压缩机的功率为
P?m?wc?1.0085?168.7=169.1 kJ/kg
?（2）由余隙容积比与容积效率的公式
VVcp21?V??1?[()n?1]
VhVhp1得余隙容积比
Vc1??V1?0.95=0.02 ??11Vhp20.521.3()n?1()?1p10.1013活塞排量为
Vh?V?V?14=14.74 m3 0.956.空气初始状态，p1= 0.1MPa ，t1= 20℃，经三级压缩，压力达到10MPa，设进入各级汽缸时的空气温度相等，多变指数均为1.3，各级中间压力按压气机耗功最小原则设计。如果产气量为每小时200kg，求： （1）各级排气温度及压气机的最小功率；
（2）多级改为单级，多变指数不变，求压气机耗功和排气温度。
6. 解：由题意得，压气机耗功最小原则设计情况下，各级压力比应该相等，且
?i?3p4310MPa??4.64 p10.1MPa由进入各级汽缸时的空气温度相等，得
?1n?11.3?1P2nnT2?T3?T4?T1()?T1(?i)n?(273?20)(4.64)1.3?417.7KP1各级耗功相等，因此压气机耗功等于各级耗功之和：
Pc?zPc,j?zqmwc,jn?1n?zqmRg(1??n)?25.8kW
n?1单级压缩排气温度:
?i?10MPa?100
0.1MPa?1P2nnT2?T1()?848K
P1n?1n2001.31.3?1Pc?qmRgT1(1??n)???0.287?293?(1?100)?38.4kW
n?136001.3?11.37．某定容加热活塞式内燃机理想循环的p－v曲线如图所示。设其工质为空气，质量为1kg，已知p1=1bar，t1=25℃，ε=v1/v2=5，定容过程中加入热量q1=800kJ/kg，空气的气体常数为Rg=0.287kJ/(kg·K)，比定容热容cv=0.718 kJ/(kg·K)，等熵指数γ=1.4。（1）在T－s图上表示该循环；（2）求出点2、3、4的p、v、T参数；（3）求循环的净功量和循环热效率。
p 3 4 2 1 v
7解：（1）
（2）由状态方程：pv=RgT,得：v1=0.85526m3/kg。 因为??
v1所以v2=v1/5=0.17105m3/kg，因为1-2过程为绝热压缩，所以有： ?5，
v2?P2v25??9.518*10pa，T??567.27K 2?R?g??v1p2?p1??v?2V2=v3=0.17105m3/kg，定容过程的吸热量q1=cv(T3-T2)， T2=1681.48K，p3?RgT3v3?28.213*105pa
?5??2.964?10pa ????v33?p?p/kg，3-4为等熵过程，v1?v4?0.85526m43??v4T4?P4v4?883.27K Rg循环的放热量：q2?cv?T4?T1??420.22KJ/kg