热工基础习题c2

2-4

?Uab?Qacb?Wacb?100?40?60kJ,Ub?60kJ

?Qadb??Uab?Wad?60?20?80kJ，吸热Qba??Uba?Wba??60?30??90kJ,放热

?Uda?40kJ,Qda??Uda?Wda?40?20?60kJ,?Udb?60?40?20kJ,Qdb??Udb?W?20?0?20kJ2-5 过程 1-2 2-3 3-4 4-1 2-7

取缸内气体为热力系—闭口系。突然取走100kg负载，气体失去平衡，振荡后最终建立新的平衡。虽不计摩擦，但由于非准静态，故过程不可逆，但仍可应用第一定律解析式。 首先计算状态1及2的参数：

Q/kJ 1390 0 -1000 0 W/kJ 0 395 0 -5 ?U/kJ 1390 -395 -1000 5 p1?pb?F1195?771?133.32??98100?2.941?105Pa A100V1?Ah?100?10?10?6?10?3m3

p2?pb?F295?771?133.32??98100?1.96?105Pa A100V2?A(h??h)?(h??h)?10?4m3 T1?T2

过程中质量m不变，m1?m2?pVp1V1p2V2?4，V2?11?(h??h)?10 ?p2RgT1RgT2??h?0.05m

由热力学第一定律，Q??U?W 空气近似为理想气体，T1?T2，??U?0

Q?W?p2A?h?98J

2-8

（1）压缩过程中可取kg气体为闭口系

q??u?w

已知q??50kJ,?u?146.5kJ/kg

w?q??u??50?146.5??196.5kJ/kg

即压缩过程中压气机对每kg空气做压缩功196.5kJ/kg

（2）压气机为开口系，生产1kg压缩空气所需的为技术功，忽略宏观动能和位能变化，技术功等于轴功

q??h?wt

wt?q??h?q??u?(p2v2?p1v1)??252kJ/kg

即每生产1kg压缩空气所需轴功为252kJ/kg

（3）压缩机每分钟生产压缩空气10kg，即1/6kg/s，所需电机功率为：

N?qmwt?1?252?42kW 62-9

要使车间温度保持不变，必须使车间内每小时产生的热量等于散失的热量 即：Qm?QE?Q补?Qloss?0

其中，Qm?50kJ/s?3600?1.8?105kJ，为机器动力转化的热量

QE?50?0.1kJ/s?3600?18000kJ，为50盏电灯转化的热量

Qloss??3?105kJ，为与外界的散热 ?Q补??Qm?QE?Qloss?102000kJ

2-12

稳定流动开口系，忽略位能变化

q??h?wt??u??(pv)?ws?12?cf 2ws?677.15kJ/kg

N?qmws?4?677.15?2708.6kW