工程热力学第三版电子教案第8章自我测验题

第八章自我测验题

1、填空题

（1）空气在稳定工况下流经喷管，空气的______转变成______，空气的压力_____，流速______，温度______。

（2）空气流经阀门，其焓变化_____；压力变化_____；熵变化_____；温度变化____。（填大于零、小于零或等于零）

（3）焦汤系数＝____。当其大于0时，节流后温度将____。

（4）插入高速流动工质中的温度计，测出的温度值一般____工质的实际温度。

（5）两股空气流，其参数如图所示。合流过程是绝热的，忽略动能、位能的变化，试用已知参数表示会流后的温度____（Cp为定值）

（6）渐缩喷管工作在初压P1和极低背压P b之间，初速略去不计。若喷管出口部分切去一小段，如图所示。则工质的出口流速______，流量______．（填变大，变小或不变）

2、简答题

（1）在给定的定熵流动中，流道各截面的滞止参数是否相同，为什么？

（2）渐缩喷管内的流动情况，在什么条件下不受背压变化的影响？若进口压力有所改变（其余不变）则流动情况又将如何？

（3）气体在喷管中流动加速时，为什么会出现喷管截面积逐渐扩大的情况？常见的河流和小溪，遇到流道狭窄处，水流速度会明显上升；很少见到水流速度加快处，会是流道截面积加大的地方，这是为什么？

（4）气体在喷管中绝热流动不管其过程是否可逆，都可以用进行计算。这是否说明可逆过程和不可逆过程所得到的效果相同？

3、渐缩喷管射出的空气，压力为0.2MPa，温度为150℃，流通为400m／s，求空气的定熵滞止温度和压力。

4、燃烧室产生的燃气压力为0.8MPa、温度为900℃，让燃气通过一个喷管流人压力为0.1MPa的空间，以获得高速气流。流经喷管的燃气流量为0.93kg／s。已知燃气的比定压热容为1.33kJ/(kg*K)，比热比为1.34。

（1）为使气体充分膨胀，应选用何种形式的喷管，能否获得超音速气流？

（2）求喷管出口处气流速度和出口截面积。

（3）若考虑摩擦，喷管出口处气流实际速度与理论流速相比，哪个大？为保证流量不变，出口截面积应该怎样改变？

5、空气流经渐缩喷管作定摘流动。进口截面上空气参数为p1=0.6MPa，t1=700℃，C f1=312m/s，出口截面积为30平方厘米。试确定最大质量流量及达到最大质量流量时的背压力多少？

6、水蒸气流经某渐缩喷管进口参数为p1=8.8MPa，t1=500℃，喷管出口外界背压为4.0MPa，出口截面积A2＝20平方厘米。试求：

（1）不计摩阻时喷管出口的流速和流量。

（2）若设计一喷管以充分利用压差，应选何种形状？喷管的出口流速为多少（不计摩阻）？（3）当考虑摩阻，喷管的速度系数为0.96时，题（1）的出口速度是多少？定性说明流量是变大还是变小。

7、压力为p1=1.2 MPa，温度T1= 1200 K的空气以q m＝ 3kg/s的流量流经节流阀，压力降为P2＝1.0MPa．然后进入喷管作可逆绝热膨胀。已知喷管出口外界背压为0.6MPa，环境温度为300K，问：

（1）应选何种形状的喷管？

（2）喷管出口流速及截面为多少？

（3）因节流引起的作功能力损失为多少？并表示在T－s图上。

（4）如果背压变为0.4MPa，此时流过喷管的流量为多少？

8、压力为1MPa的饱和水，经节流阀压力降为0.1MPa。已知环境温度为300K。求：（1）节流后的温度、焓和热力学能；（2）节流引起的有效能损失；（3）将此过程及损失表示在T－s图上。9、如图所示，温度为20O℃、流量为6kg／s、流速为10Om／s的空气流过管道1，与另一管道2

中温度为100℃、流量为1kg／s、流速为50m／s的空气进行绝热混合。混合后空气的压力为0.4MPa，管道3的直径为100mm，若空气的比热容为定值，试求混合后空气的流速和温度

第八章自测题答案

1、（1）焓，动能，降低，增大，降低。

（2）等于零；小于零；大于零；等于零。

（3）降低；（4）高于

（5）；（6）不变，变大。

3、502.7K，0.366MPa

4、

（1）选缩放喷管，可获得马赫数大于1得气流；

（2）1044.4m/s，17.72平方厘米

（3）增大出口截面积

5、 0.0269kg/s，P b≤0.375MPa

6、

（1）4.8MPa，612.2m/s，20.27kg/s；

（2）选缩放喷管，使压力为4.0MPa，699.9m/s

（3）587.7m/s，流量变小

7、（1）选渐缩喷管；（2）572.4m/s，26平方厘米；（3）47.09kW；（4）3.03kg/s

8、（1）99.63℃，762.6kJ/（kg*K），136.6kJ/（kg*K）

（2）27.06kJ/kg

9、272.5m/s，426.3K