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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
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