第十章课后习题

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1、第十章课后习题10-1某活塞式内燃机定容加热理想循环，压缩比，气体在压缩冲程起点的状态是。加热过程中气体吸热650KJ/kg。假定比热容为定值，且，试求：（1）循环中各点的温度和压力；（2）循环热效率，并与卡诺循环热效率作比较；（3）平均有效压力。解：（1）各点的温度和压力（2）热效率同温限下的卡诺循环热效率（3）平均有效压力10-2某狄塞尔循环的压缩比为19：1，输入每千克空气的热量为800KJ/kg。若压缩起始时工质状态是，试计算：（1）循环中各点的压力、温度和比体积；（2）预胀比；（3）循环热效率，并与同温限的卡诺热循环热效率作比较；（4）平均有效压力。假定气体比热容。解：

2、（1）（2）（3）卡诺循环效率（4）10-3某内燃机的狄塞尔循环的压缩比是17：1，压缩起始时工质状态为。若循环最高温度为1900K，气体比热容为定值，且，试确定：（1）循环中各点的温度、压力和比体积；（2）预胀比；（3）循环热效率。解：（1）（2）（3）10-4已知某活塞式内燃机混合加热理想循环的设工质质量为1kg，比热容为，试分析计算循环中各点的温度、压力、比体积及循环热效率。解：（1）10-5若某内可逆奥托循环的压缩比为8，工质自1000℃的高温热源定容吸热，向20℃的环境介质定容防热，工质在定熵压缩前压力为110KPa，温度为50℃，吸热过程结束后温度为900℃，假定气体

3、比热容，环境大气，试求：（1）循环中各状态点的压力和温度；（2）循环热效率；（3）吸、放热过程做功能力损失和循环火用效率；（4）平均有效压力。解：据题意，、（1）（2）（3）吸热过程放热过程循环后工质恢复原态，故就工质而言，不存在做功能力损失。热源放热的可用能：循环净功由于排向环境的热量可用能为零，所以10-6某内可逆奥托循环的压缩比为17，定压预胀比为2，定熵压缩前。定压加热过程中工质从1800℃的热源吸热，定容放热过程中气体向的大气放热。若工质为空气，比热容可取定值，且，试计算：（1）等熵压缩过程终点的压力、温度及循环最高温度、最高压力；（2）循环热效率和火用效率；（3）吸、

4、放热过程的做功能力损失；（4）在给定热源间工作的热机的最高效率。解：据题意：（1）（2）循环中热源放热量的可用能10-7内燃机中最早出现的是煤气机。煤气机最初发明时无燃烧前的压缩，其示功图如图10-31所示。图中：6-1为进气线，这时活塞向右移动，进气阀开启，空气与煤气的混合物进入气缸，活塞到达位置1时进气阀关闭，火花塞点火；1-2为接近定容的燃烧过程；2-3为膨胀过程；3-4为排气阀开启后部分废气排出，其港中压力下降；4-5-6为排气线，只是活塞向左翼东，排净废气。（1）试画出这一内燃机的理想循环的P-V图和T-S图；（2）分析这一循环效率不高的原因；（3）设，求此循环的热效率

5、。解：（1）煤气机理想循环的p-v图及T-S图如左。（2）从T-S图看出，吸热线1-2和放热线3-4，4-1之间的垂直距离很短，即平均温差不大，原因是加热前未经绝热压缩，致使加热起始温度很低，平均吸热温度也就不高。与平均放热温度之间相差不大，效率不高。（3）由题意：。10-8如图10-32所示，在定容加热理想循环中，如果绝热膨胀不再点4停止，而使其继续进行到点5（）：（1）在T-S图上表示循环1-2-3-5-1，并根据T-S图上这两个循环的图形比较它们的热效率哪一个较高。（2）设1、2、3各点上的参数与例10-1所给出的相同，求循环1-2-3-5-1的热效率。解：该循环的T-S图

6、如下：根据T-S图可见，循环1-2-3-4-5-11-2-3-4-1吸收同样多的热量（吸热线2-3相同），而前者循环功较大，故按题意：1、2、3各点参数与例题10-1相同：点5参数：循环热效率10-9若是活塞式内燃机按卡诺循环进行，并设其温度界限和例10-2中的混合加热循环相同，试求循环各特性点的状态参数和循环热效率，把循环表示在p-v图和T-S图上，并分别从热力学理论和工程应用的角度比较两个循环。解：例10-2中混合加热理想循环的温度界限为。为便于比较，卡诺循环与混合加热循环的T-S图画在一起（p-v图略）：a点参数：B点参数：循环热效率讨论比较：从热力学理论角度看，混合加热理

7、想循环123451的热效率，。卡诺循环的热效率高，这是热力学第二定律已得出的结论。从T-S图上也能明显的看出。但从工程角度来看，采用卡诺循环1-a-4-b-1不适宜，有如下几个原因：1、因，压力太大，通常气缸强度难以承受；2、，压力太低，或者说真空度太高，要保证空气不渗入是困难的；3、，比混合加热循环时大得多，倍，气缸长度过长，刚度不能满足要求。4、循环净功仅是混合循环功的1.75倍，而气缸容积却是它的8.5倍，因而机器机件笨重，机械损失大，实际可得的有效功比理想卡诺循环功会小得