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正在进行安全检测...

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工程热力学作业
1：发动机喷管是一种特殊的管道，工质流经喷管后，压强降低，流速增加，试利用热力学第一定律给出出口速度的表达式。

答：工质流经喷管，位能可以忽略；由于在管内流动，不对外做功，ws=0；又因工质流速一般很高，可以按绝热处理，q=0；所以，稳定流量能量方程
qh1222cfgzws可以简化为1(𝑐𝑓2−𝑐𝑓1=ℎ1−ℎ2
22即工质动能的增量等于其焓降。
2𝑐𝑓2=√2(ℎ1−ℎ2+𝑐𝑓1
22：空气在某压气机中被压缩，压缩前空气参数为p1=1.0×105Pa,v1=0.845m3/kg；p2=8×105Pa,v2=0.175m3/kg；若在压缩过程中每千克空气的内能增加146.5kJ，同时向外界放出热量50kJ；压气机每分钟生产压缩空气10kg。试求：（1）压缩过程中对1kg空气所做的压缩功；（2）每生产1kg压缩空气所需的轴功；（3）带动此压缩机所需功率至少要多少千瓦。

答：压气机的工作过程包括进气、压缩、排气3个过程。在压缩过程中，进、排气阀均关闭，因此此时的热力系统是闭口系，与外界交换的功是容积功w。
要生产压缩气体，则进、排气阀要周期性的打开和关闭，气体进出气缸，因此气体与外界交换的功是轴功ws，又考虑气体的动能、势能变化不大，可忽略，则此功也是技术功wt。（1）压缩过程所作的功
由上述分析可知，在压缩过程中，进、排气阀均关闭，因此取气缸内的气体为热力系，如图，由闭口系能量方程，得
w=q−∆u=(−50kJ/kg−146kJ/kg=−196kJ/kg

（2）生产压缩空气所需的功

选气体的进出口、气缸内壁及活塞左端面所围空间为热力系，如图所示，由开口系能量方程，得
𝑤𝑡=q−∆h=q−∆u−∆(pv
𝑤𝑡=(−50kJ/kg−146kJ/kg−(0.8×103×0.175−0.1×103×0.845=−251.5kJ/kg（3）电动机的功率
P=𝑞𝑚𝑤𝑡=

10𝑘𝑔×251.5𝑘𝐽/𝑘𝑔=41.9𝑘𝑊
60𝑠

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