工程热力学课后思考题答案第四版沈维道童钧耕主编高等教育出版社 下载本文

状态下占有一定空间所具有的能量,它是工质本身所固有的性质,是一个状态参数。推动功既可以出现在开口系能量方程中,也可以出现在闭口系能量方程式中(需要把w拆开,w=wt+?(pv))。——占位能 8.焓是工质流入(或流出)开口系时传递入(或传递出)系统的总能量,那么闭口系工质有没有焓值?

比较正规的答案是,作为工质的状态参数,闭口系工质也有焓值,但是由于工质不流动,所以其焓值没有什么意义。

焓=热力学能+占位能

9.气体流入真空容器,是否需要推动功?

推动功的定义为,工质在流动时,推动它下游工质时所作的功。下游无工质,故不需要推动功。利用开口系统的一般能量方程式推导的最终结果也是如此。

10.稳定流动能量方程式(2-21)是否可应用于像活

塞式压气机这样的机械稳定工况运行的能量分析?为什么?

可以。热力系统的选取有很大的自由度。一般把活塞式压气机取为闭口系统,是考察其一个冲程内的热力变化过程。如果考虑一段时间内活塞式压气机的工作状况和能量转换情况,就需要把它当成稳定流动系统处理,包括进排气都认为是连续的。

11.为什么稳定流动开口系内不同部分工质的比热力学能、比焓、比熵等都会改变,而整个系统的?UCV=0、?HCV=0、?SCV=0?

控制体的?UCV=0、?HCV=0、?SCV=0是指过程进行时间前后的变化值,稳定流动系统在不同时间内各点的状态参数都不发生变化,所以?UCV=0、?HCV=0、?SCV=0。稳定流动开口系内不同部分工质的比热力学能、比焓、比熵等的改变仅仅是依坐标的改变。

12.开口系实施稳定流动过程,是否同时满足下列三

式:

?Q=dU+?W ?Q=dH+?Wt

?Q=dH+m2d?c2f?+mgdz+?Wi

上述三式中,W、Wt和Wi的相互关系是什么?

答:都满足。 ?W=d(pV)+ d(pV)+m2d?c2f?+mgdz+?Wi

?Wmt= 2d?c2f?+mgdz+?Wi

?Wt= qm1 1 p1, 3 1 qm3 13. 几股流体汇合成一股流体称为合流,如图2-13所示。工程上几台压气机同时向主气道送气以及混合式换热器等都有合流的问题。通常合流过程都是绝热的。取1-1、2-2和3-3截面之间的空间为控制体积,列出能量方程式并导出出口截面上焓值h3的计算式。 进入系统的能量–离开系统的能量=系统贮存能量的

变化

系统贮存能量的变化:不变。

进入系统的能量:qm1带入的和qm2带入的。没有热量输入。

T1 qm1(h1+cf12/2+gz1)+ qm2(h2+cf22/2+gz2) 离开系统的能量:qm3带出的,没有机械能(轴功)输出。

qm3(h3+cf32/2+gz3)

如果合流前后流速变化不太大,且势能变化一般可以忽略,则能量方程为:

qm3 3 p3, 1 3 qm1 qm1?h1+ qm2?h2= qm3?h3

出口截面上焓值h3的计算式

h3= (qm1?h1+ qm2?h2)/ qm3

本题中,如果流体反向流动就是分流问题,分流与合流问题的能量方程式是一样的,一般习惯前后反过来

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