热工过程与设备(第一章)习题解答

《热工过程与设备(第一章)习题解答》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、热工过程与设备(第一章)习题解答6.解：(1)求三截面的几何压头和静压头。倒置容器内热空气(200℃)的密度为：ρh=1.293×273/(273+200)=0.75kg/m3，冷空气(0℃)的密度为ρa=1.293kg/mn3。先求三截面的几何压头。取Ⅰ-Ⅰ截面为基准面，则hg1=0hg2=9.81×0.4×(1.293-0.75)=2.13(Pa)hg3=9.81×1.6×(1.293-0.75)=8.52(Pa)热工过程与设备(第一章)习题解答再求三截面的静压头。由于容器倒置，底部与大气相通，则hs3=0，又由于容器内部的空气处于静止状态，则：hk

2、1=hk2=hk3=0，hl=0，故有：hs1+hg1=hs2+hg2=hs3+hg3简化后，得：hs1=hs2+hg2=hg3对于Ⅰ-Ⅰ：hs1=hs3+hg3=0+8.52=8.52(Pa)；对于Ⅱ-Ⅱ：hs2=hs1-hg2=8.52-2.13=6.39(Pa)；对于Ⅲ-Ⅲ：hs3=0(Pa)。热工过程与设备(第一章)习题解答(2)三种情况下三个截面的能量总和，即(hs+hg)，经计算都是8.52Pa。三截面的能量分布，见下图。从图可以看出：倒置容器中的三个截面，几何压头与静压头之间相互转换，但各截面的能量总和不变：Ⅰ-Ⅰ截面的静压头变成了Ⅱ-Ⅱ截

3、面的几何压头和静压头以及Ⅲ-Ⅲ截面的几何压头。热工过程与设备(第一章)习题解答热工过程与设备(第一章)习题解答7.解：将窑顶、窑中和窑底三个截面分别称之为Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ截面。先计算窑内热烟气(标态密度取1.3kg/m3)和窑外冷空气的密度：ρh=1.3×273/(273+1000)=0.28kg/m3ρa=1.293×273/(273+20)=1.205kg/m3由于忽略窑内气体的流速变化和能量损失，热工过程与设备(第一章)习题解答故两气体的柏努利方程简化为：hs1+hg1=hs2+hg2=hs3+hg3取窑顶Ⅰ-Ⅰ为基准面，则各截面的几何压头分

4、别为：hg1=0(Pa)hg2=9.81×1.5×(1.205-0.28)=13.6(Pa)hg3=9.81×3×(1.205-0.28)=27.2(Pa)(1)当零压面处于窑底时，有：hs3=0(Pa)，又因hg3=27.2(Pa)，据柏努利方程，有：热工过程与设备(第一章)习题解答hs1=hs3+hg3-hg1=0+27.2-0=27.2(Pa)hs2=hs3+hg3-hg2=0+27.2-13.6=13.6(Pa)此时，各截面能量总和(hs+hg)为27.2(Pa)。(2)当零压面处于窑中时，有：hs2=0(Pa)，又因hg2=13.6(Pa)，据

5、柏努利方程，有：hs1=hs2+hg2-hg1=0+13.6-0=13.6(Pa)hs3=hs2+hg2-hg3=0+13.6-27.2=-13.6(Pa)hg3=27.2(Pa)。此时，各截面的能量总和为13.6(Pa)。热工过程与设备(第一章)习题解答(3)当零压面处于窑顶时，有：hs1=0(Pa)，又因hg1=0(Pa)，据柏努利方程，有：hs2=0+0-13.6=-13.6(Pa)，hg2=13.6(Pa)hs3=hs1+hg1-hg3=0+0-27.2=-27.2(Pa)，hg3=27.2(Pa)。此时，各截面的能量总和为0(Pa)。上述三种情

6、况下的能量分布，见下图。热工过程与设备(第一章)习题解答热工过程与设备(第一章)习题解答8.解：将该气体视为不可压缩的流体。据连续性方程：该气体通过Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ两截面时体积流量相等。又因气体在水平管道中流动，且不计阻力损失，故有：P1+ρu12/2=P1+ρu22/2即：138+1.2×u12/2=92+1.2×u22/2即：46=0.6(u22-u12)(1)又据：u1F1=u2F2，得：u1=0.8u2(2)热工过程与设备(第一章)习题解答解上方程组，得u1=11.68(m/s)故其体积流量为11.68×0.1=1.168m3/s。《热工过程与设备

7、(第一章)》习题解答9.解：管内热空气温度200℃，则其密度为：ρh=1.293×273/(273+200)=0.746kg/m3管外空气温度20℃，则其密度为：ρa=1.293×273/(273+20)=1.205kg/m3取Ⅰ-Ⅰ为基准面，则：hg1=0，又：hg2=9.81×6×(1.205-0.746)=27(Pa)因两截面直径相同，故两截面动压头相等。(1)当管内气体由下向上运动时热工过程与设备(第一章)习题解答据两气体柏努利方程，有：hs2+hg2+hk2=hs1+hg1+hk1+hl2-1简化后，得：hs1=(hs2+hg2)-hl2-1=

8、(85+27)-12=100(Pa)此时，能量转换关系为：hg12(hk)hlh