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

函数。

答:某些状态参数表示成特定的两个独立参数的函数时,只需一个状态参数就可以确定系统的其它参数,这样的函数就称为特性函数。热力学能函数仅在表示成熵及比体积的函数时才是特性函数,换成其它独立参数,如u=u(s, p),则不能由它全部确定其它平衡性质,也就不是特性函数了。

6. 试导出以T、p及p、v为独立变量的du方程及以T、v及p、v为独立变量的dh方程。

7. 本章导出的关于热力学能、焓、熵的一般关系式是否可用于不可逆过程?

答:由于热力学能、焓、熵都是状态参数,其变化与过程无关,所以其结果也可以用于不可逆过程。

2.如何用连续性方程解释日常生活的经验:水的流

通截面积增大,流速就降低? 答: qm?Acfv?constant

在日常生活中,水可视为不可压缩流体,其比体积不会发生变化,因而由上式有 Acf=常数,即截面积变化与速度变化成反比。

6.考虑摩擦损耗时,为什么修正出口截面上速度后还要修正温度? 答:如上。

8.如图7–17所示,(a)为渐缩喷管,(b)为缩放喷管。设两喷管工作背压均为0.1MPa,进口截面压力均为1MPa,进口流速cf1可忽略不计。若(1)两喷管最小截面积相等,问两喷管的流量、出口截面流速和压力是否相同?(2)假如沿截面2'–2'切去一段,将产生哪些后果?出口截面上的压力、流速和流量将起什么变化?

1 2' 2 1 2' 2 p1=1MPa pb=0.1MPa p1=1MPa pb=0.1MPa 1 2' 2 1 2' 2

(a) (b)

图7–17 思考题7–8附图

答:(1)两喷管最小截面积相等,则两喷管的流量相等,出口截面流速和压力不相等。渐缩喷管出口截面流速为当地音速,出口截面压力等于临界压力(0.528Mpa),缩放喷管出口截面压力等于背压(充分膨胀情况下),出口截面流速为超声速()。

(2)渐缩喷管,沿截面2'–2'切去一段后,临界状态前移到2'–2'截面,出口速度为当地音速,出口截面压力等于临界压力(0.528Mpa),由于出口面积变大,喷管流量增大。

缩放喷管,沿截面2'–2'切去一段后,喷管形状不足以保持完全膨胀,出口压力高于背压,出口流

速比切去一段以前小(仍为超声速),喷管流量不变。(喷管内剩余部分流动没有变化)。

10.既然绝热节流前后焓值不变,为什么作功能力有损失?

答:绝热节流后气体的压力降低,可逆绝热膨胀过程焓降所能作出的功没有作出,导致节流后焓仍然等于节流前。该作出的功没有作出,就产生了作功能力损失。

3.如果由于应用气缸冷却水套以及其他冷却方法,气体在压气机气缸中已经能够按定温过程进行压缩,这时是否还需要采用分级压缩?为什么?

答:还需要分级压缩。是为了减小余隙容积的影响。但不需要中间冷却。

4.压气机按定温压缩时,气体对外放出热量,而按绝热压缩时,不向外放热,为什么定温压缩反较绝热