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1、第二章第二章 热力学第一定律热力学第一定律13 3、压力为、压力为、压力为、压力为10bar10bar、容积为、容积为、容积为、容积为0.085m0.085m3 3的空气，由一的空气，由一的空气，由一的空气，由一质量为质量为质量为质量为90Kg90Kg、直径为、直径为、直径为、直径为60cm60cm的无摩擦活塞封闭在一的无摩擦活塞封闭在一的无摩擦活塞封闭在一的无摩擦活塞封闭在一垂直放置的气缸内。若突然释放活塞向上运动。试垂直放置的气缸内。若突然释放活塞向上运动。试垂直放置的气缸内。若突然释放活塞向上运动。试垂直放置的气缸内。若突然释放活塞向上运动。试确定当活塞上升确定当活塞上升确定当活塞上升确
2、定当活塞上升1.2m1.2m时的速度及气缸内空气的压时的速度及气缸内空气的压时的速度及气缸内空气的压时的速度及气缸内空气的压力。设空气按力。设空气按力。设空气按力。设空气按pVpV1.351.35=定值的规律膨胀，空气的速定值的规律膨胀，空气的速定值的规律膨胀，空气的速定值的规律膨胀，空气的速度可以忽略不计，作用在活塞上的大气压力度可以忽略不计，作用在活塞上的大气压力度可以忽略不计，作用在活塞上的大气压力度可以忽略不计，作用在活塞上的大气压力P P0 0=760mmHg=760mmHg。答案：答案：答案：答案：(39.2m/s)(39.2m/s)2vv某某某某燃气轮机装置如图所示，已知压气机进
3、口处空气的比焓燃气轮机装置如图所示，已知压气机进口处空气的比焓燃气轮机装置如图所示，已知压气机进口处空气的比焓燃气轮机装置如图所示，已知压气机进口处空气的比焓h h h h1 1 1 1为为为为290kJ/kg290kJ/kg290kJ/kg290kJ/kg。经压缩后空气升温使比焓增为经压缩后空气升温使比焓增为经压缩后空气升温使比焓增为经压缩后空气升温使比焓增为h h h h2 2 2 2=580kJ/kg=580kJ/kg=580kJ/kg=580kJ/kg，在截在截在截在截面面面面2 2 2 2处空气和燃料的混合物以处空气和燃料的混合物以处空气和燃料的混合物以处空气和燃料的混合物以c c
4、c cf2f2f2f2=20m/s=20m/s=20m/s=20m/s的速度进入燃烧室，在的速度进入燃烧室，在的速度进入燃烧室，在的速度进入燃烧室，在定压下燃烧，使工质吸入热量定压下燃烧，使工质吸入热量定压下燃烧，使工质吸入热量定压下燃烧，使工质吸入热量q=670kJ/kgq=670kJ/kgq=670kJ/kgq=670kJ/kg。燃烧后燃气进入喷燃烧后燃气进入喷燃烧后燃气进入喷燃烧后燃气进入喷管绝热膨胀到状态管绝热膨胀到状态管绝热膨胀到状态管绝热膨胀到状态3 3 3 3，h h h h3333=800kJ/kg=800kJ/kg=800kJ/kg=800kJ/kg，流速增加到流速增加到流速
5、增加到流速增加到c c c cf3f3f3f3，此燃此燃此燃此燃气进入动叶片，推动转轮回转作功。若燃气在动叶片中的热力气进入动叶片，推动转轮回转作功。若燃气在动叶片中的热力气进入动叶片，推动转轮回转作功。若燃气在动叶片中的热力气进入动叶片，推动转轮回转作功。若燃气在动叶片中的热力状态不变，最后离开燃气轮机的速度状态不变，最后离开燃气轮机的速度状态不变，最后离开燃气轮机的速度状态不变，最后离开燃气轮机的速度c c c cf4f4f4f4=100m/s=100m/s=100m/s=100m/s，求：求：求：求：若空气流量为若空气流量为若空气流量为若空气流量为100kg/s100kg/s100kg/
6、s100kg/s，压气机消耗的功率为多少？压气机消耗的功率为多少？压气机消耗的功率为多少？压气机消耗的功率为多少？若燃气发热值若燃气发热值若燃气发热值若燃气发热值q q q qB B B B=43960kJ/kg=43960kJ/kg=43960kJ/kg=43960kJ/kg，燃料耗量为多少？燃料耗量为多少？燃料耗量为多少？燃料耗量为多少？燃气喷管出口处的流速是多少？燃气喷管出口处的流速是多少？燃气喷管出口处的流速是多少？燃气喷管出口处的流速是多少？燃气轮机的功率为多少？燃气轮机的功率为多少？燃气轮机的功率为多少？燃气轮机的功率为多少？燃气轮机装置的总功率为多少？燃气轮机装置的总功率为多少？燃气轮机装置的总功率为多少？燃气轮机装置的总功率为多少？31 1 1 1）压气机）压气机）压气机）压气机2 2 2 2）燃烧室）燃烧室）燃烧室）燃烧室43 3 3 3）喷管）喷管）喷管）喷管4 4 4 4）涡轮）涡轮）涡轮）涡轮燃烧室出口焓值：燃烧室出口焓值：燃烧室出口焓值：燃烧室出口焓值：5