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将1MPa 527℃的空气与0.1MPa 27℃的空气相混合若两股空气的质量流率之比为1:

2022-08-11 21:08:37 问答库阅读 192 次

问题详情

将1MPa、527℃的空气与0.1MPa、27℃的空气相混合，若两股空气的质量流率之比为1:3，混合过程为绝热可逆，问混合后的空气的压力、温度各为多少？假设空气是理想气体，c_p=7/2R。

参考答案

取混合器为系统，设两股空气的流量分别为m₁与m₂，混合后的温度、压力分别为T、P，对系统进行物料衡算、能量衡算和熵衡算得：
m=m₁+m₂ (1)
m₁:m₂=1:3 (2)
△H=Q-W_S=0(因为Q=0；W_S=0) (3)
-△S_sys=0(因为Q=0，AS_f=0；过程可逆，△S_g=0) (4)
对理想系统而言，式(3)为m₁·c_p·(T-T₁)+m₂·c_p·(T-T₂)=0，
解得：p=0.2551(MPa)