求解:两道工程热力学题目

1. 某温度为T1=1100K的热源,向温度T2=398K的工质供热5500kJ,求此不可逆换热过程的熵产Sg?若环境温度为20℃,则不可逆引起的作功能力损失是多少?

2.已知喷管进口截面上空气参数为:P1=8×106Pa,T1=625K,c1≈0,喷管出口背压Pb=4.5×106Pa,设空气的比热容比κ=1.4,气体常数R=287J/(kg·K),临界压力比β=0.528。问应选择什么形状的喷管,并计算出喷管的出口流速c2。
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1,Sg=孤立系熵增(的特S)=Q/T2-Q/T1=5500kj/398k-5500/1100=8.82(kj/kg.K)
I=Sg*T=8,82*(273+20)=2584kj
2,因为c1近似为零,所以pcr=贝塔*p1=0.528*8*10^6Pa=4.224*10^6Pa
因为pcr<pb,所以选择渐缩型喷管,T2=Tcr=T1*(Pcr/P1)^(k+1/k)=625k*贝塔^(2.4/1.4)=209.12K
c2=sqrt(2h1-2h2)=sqrt(2R*k/k+1(T1-T2))=sqrt((2*287*1.4/2.4)*(625-209.12)=373.16m/s
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