第七章气体和蒸汽的流动 提示和答案：据临界压力与背压关系p。=VP,=1.092MPa>P。,确定出口截面上压力， P=p.=1.092MPa,再由P、1及p,、32=3，查h-s图或水蒸汽表，如上题解得 h=3468kkg、h=3275kJ/kg、t,=406C、y2=0.245m3/kg:c2=621.3m/s: 9m=0.51kg/s。 7-13压力p=2MPa,温度t=500C的蒸汽，经拉伐尔喷管流入压力为p,=0.1MPa 的大空间中，若喷管出口截面积A,=200mm2，试求：临界速度、出口速度、喷管质量流量 及喉部截面积。 提示和答案：同上题。过热蒸汽，取y=0.546,p2=P=0.1MPa,h=3468kJ/kg h=3275kJ/kg、v.=0.245m3/kg;h,=27.2kJ/kg,y2=1.79m3/kgc.=621.3m/s、 c2=1237.7m/s、9m=0.1383kgs、A=0.545×10m2。 7-14压力p=3MPa,温度t=24C的空气，经喷管射入压力为0.157MPa的空间中，应 采用何种喷管？若空气质量流量为q。=4kg/s,则喷管最小截面积应为多少？ 提示和答案：据背压与临界压力的关系p=Py.=0.157MPa=P,及几何条件确定应采 用收缩喷管。气流出口截面压力为临界压力，出口截面为临界截面。P,=0.157MPa, K-1 T=T =247.5K,c2=VkRT=315.3ms,= p R王=0.4527m/kg· 4=9业=57.43×10m㎡2。 Ct2 7-15内燃机排出的废气压力为0.2MPa,温度为550℃，流速为110m/s,若将之引入背 压为0.1MPa的渐缩喷管，(1)试求废气通过喷管出口截面的流速，并分析若忽略进口流速 时引起的误差：(2)若喷管速度系数0=0.96，再计算喷管出口截面的流速及熵产。 提示和答案：(1)I=I+2=82917K,B= P =0.205MPa, P.=V.P。=0.108MPa>p。,收缩喷管出口截面压力最低是临界压力，所以，P,=P. 64第七章 气体和蒸汽的流动 64 提示和答案：据临界压力与背压关系 cr cr 1 b p p p     1.092MPa ，确定出口截面上压力， 2 cr p p  1.092MPa ，再由 1 p 、 1 t 及 2 p 、 2 1 s s  ，查h – s 图或水蒸汽表，如上题解得 1 h  3468 kJ/kg 、 2 h  3275 kJ/kg 、 2 t  406 C 、 3 2 v  0.245 m /kg ； f 2 c  621.3m/s ； 0.51kg/s m q  。 7-13 压力 1 p  2MPa ，温度 1 t  500 C 的蒸汽，经拉伐尔喷管流入压力为 b p  0.1MPa 的大空间中，若喷管出口截面积 2 2 A  200mm ，试求：临界速度、出口速度、喷管质量流量 及喉部截面积。 提示和答案：同上题。过热蒸汽，取 cr   0.546， 2 b p p   0.1 MPa ， 1 h  3468 kJ / kg、 cr h  3275 kJ / kg 、 3 cr v  0.245 m / kg ； 2 h  27.2 kJ / kg ， 3 2 v 1.79 m / kg。cr c  621.3m/s 、 f 2 c 1237.7m/s、 0.1383kg/s m q  、 4 2 cr A 0.545 10 m   。 7-14 压力 1 p  3MPa ，温度 1 t  24 C 的空气，经喷管射入压力为0.157MPa的空间中，应 采用何种喷管？若空气质量流量为 4kg / s m q  ，则喷管最小截面积应为多少？ 提示和答案： 据背压与临界压力的关系 cr 1 cr b p p p     0.157MPa 及几何条件确定应采 用收缩喷管。气流出口截面压力为临界压力，出口截面为临界截面。 2 p  0.157MPa ， 1 2 2 1 1 247.5K p T T p            ， f 2 g 2 c R T    315.3m/s ， g 2 3 2 2 0.4527m / kg R T v p   ， 2 4 2 2 f 2 57.43 10 m m q v A c     。 7-15 内燃机排出的废气压力为 0.2MPa ，温度为550℃，流速为 110m/s ，若将之引入背 压为 0.1MPa 的渐缩喷管，（1）试求废气通过喷管出口截面的流速，并分析若忽略进口流速 时引起的误差；（2）若喷管速度系数  = 0.96，再计算喷管出口截面的流速及熵产。 提 示 和 答 案 ：（ 1 ） 2 f1 0 1 829.17K 2 p c T T c    ， 1 0 0 1 1 0.205MPa T p p T            ， cr cr 0 b p p p     0.108MPa ，收缩喷管出口截面压力最低是临界压力，所以， 2 cr p p 