热工课后题答案

1、习题及部分解答第一篇工程热力学第一章基本概念1.指出下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量:答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。2.指出下列物理量中哪些是强度量：答:体积，速度，比体积，位3.用水银差压计测量容器中气体的压力,为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段水。若水柱高200mm，水银柱高800mm，如图2-26所示。已知大气压力为735mm Hg，试求容器中气体的绝对压力为多少kPa ?解：根据压力单位换算Ph2。=200x9.80665 = 1.961 X103 =1.96.k Pap Hg = 800 X133.32 = 1.006天 105 Pa = 106.6k

2、 Pa4.P = Pb + (P h2。+ P Hg) =98.0+(1.961 + 106.6) = 206.6k Pa锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。若已知斜管倾角a.30 :压力计中使用P =0.8g/cm3的煤油，斜管液体长度L = 200mm，当地大气压力p0.1MPa，求烟气的绝对压力（用MPa表示）解:P = LPgsin a= 200X0.8X9.81% 0.5= 784.8 Pa =784.8 x10M Pap = pb -Pv =0.1 -784.8% 100.0992MPa5. 容器被刚性壁分成两部分，并在各部装有测压表计，如图2-28所示，其中

3、C为压力表，读数为110kPa，B为真空表，读数为45kPa。若当地大气压Pb= 97k Pa ,求压力表A的读数(用kPa表示)PgA =155k Pa6. 试述按下列三种方式去系统时，系统与外界见换的能量形式是什 么。.取水为系统;取电阻丝、容器和水为系统;取图中虚线内空间为系统。答案略。7. 某电厂汽轮机进出处的蒸汽用压力表测量，起读数为13.4MPa ;冷凝器内的蒸汽压力用真空表测量，其读数为706mmHg。若大气压力为0.098MPa，试求汽轮机进出处和冷凝器内的蒸汽的绝对压力(用MPa 表示)P1 =0.0 2 4W P 印2 = 0.0 0 3V9 Pa8.测得容器的真空度p：=

4、550mmHg，大气压力Pb =0.098MPa ,求容器内的绝对压力。若大气压变为pb=0.102MPa，求此时真空表上的读数为多少mmMPa ？P = 0.0247MPa, p： = 579.8MPa9. 如果气压计压力为83kPa，试完成以下计算:(1).绝对压力为0.1MPa1时的表压力;(2) .真空计上的读数为70kPa时气体的绝对压力;(3).绝对压力为50k Pa时的相应真空度(kPa)；(4).表压力为0.25MPa时的绝对压力(kPa )。(1) . Pg =17kPa ；(2) . p =13kPa;(3) .Pv=33kPa ;(4) .p =333kPa。10. 摄氏

5、温标取水在标准大气压下的冰点和沸点分别为0 C和100 C,而华氏温标则相应地取为32 T和212 T。试导出华氏温度和摄氏温度之间的换算关系，并求出绝对零度所对应的华氏温度。tF = At + B将水在标准大气压下的冰点值32 F和0 C,以及沸点值292 F和100 C代入，得32 = 0 + B212=100A + B解该二元一次方程组，得：A=1.8, B=32。从而有tF =1.8t+32当 t = -273.15 C 时，有tF =1.8x(-273.15+32 十59.7(F)11. 气体进行可逆过程，满足pV=C ( C为常数)，试导出该气体从状态1变化到状态2时膨胀功的表达式

6、，并在P-V图上定性画出过程线、 示出膨胀功。答案：略 12.某气体的状态方程为PV = RgT，试导出:(1) .定稳下气体p,v之间的关系;(2) .定压下气体v,T之间的关系;(3) .定容下气体p,T之间的关系。答案：(1) .21=也；(2) .v2=T2 ；(3).邑=女。P1 V2V1 T1P1 T1第二章热力学第一定律1一蒸汽动力厂，锅炉的蒸汽产量为q=18Ox10kg /h，输出功率为P =55000kW，全厂耗煤 qm,c=19.5t/h，煤的发热量为 q3103kJ/kg。蒸汽在锅炉中吸热量q=2680kJ/kg。试求:(1) .该动力厂的热效率叫；(2) .锅炉的效率

7、(蒸汽总吸热量煤的总发热量)。解：(1).锅炉中蒸汽吸热量 H =qm ”q=180x103x2680= 4.82x108(kj/h) =1.34x105(kW)热效率=旦=55000% H 1.34天105(2).锅炉效率十 蒸汽总放热量H = =B煤的总放热量B3336001.625d03kj。8.质量为4500kg的汽车沿坡度为的山坡下行，车速为300m/s。在 距山脚100m处开始刹车，且在山脚处刚好刹住。若不计其它力，求因 刹车而产生的热量。Q =2.0405kj。9. 某蒸汽动力装置，蒸汽流量为40t/h，汽轮机进出口处压力表读数为9MPa，进口比为344%/kg，汽轮机出口比焓为

8、2240kj/kg，真空表读数为95.06kPa，当时当地大气压力为98.66kPa，汽轮机对环境放热为 试求:.汽轮机进出口蒸汽的绝压各为多少?.单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少?.汽轮机的功率为多少?答案Pj =9.099MPaP2 =3.6 MPaS =1200kj/kg.P = 1.332 xi04kW.考虑进出口动能差后 叽h的相对偏差05 sh = 0.67%10.进入冷凝器的泛汽的蒸汽为P =.5MPa，比焓=25凶伽,出口为同压下的水，比焓为d =137.77kj/kg,若蒸汽流量为22t/h，进入冷凝器的冷却水温为t17 C,冷却水出口温度为鮎=30 C,试求冷却水流量为

9、多少？水的比热容为4.18kj/(kg.K)。pi = 0.1MPa答案 qm,w =956.4x103(kg/h)11. 某活塞式氮气压气机，压缩的氮气的参数分别为：33V1 = 0.88m /kg ； p? =1.MPa，v = 0.16m /kg。设在压缩过程中每 kg 氮气 热力学能增加18kj，同时向外放出热量6kj。压气机每min生产压缩 氮气18kg，试求:压缩过程对每kg氮气所做的功;.生产每kg压缩氮气所需的功;.带动比压气机至少要多大的电动机。答案(1)0 = -24kj / kg ；(2) gsh=312kj/kg ；(3) . P = 93.6kW。12.流速为6m/s

10、的高速空气突然受阻停止流动，即C2 =0，称为滞止。如滞止过程进行迅速，以致气流受阻过程中与外界的热交换可以忽 略，问滞止过程空气的焓变化了多少?答案 ih=18kj/kg第三章理想气体及其混合物1. 把C2压送到体积为0.5m3的贮气罐内。压送前贮气罐上的压力表读 数为3kPa ,温度为20匕，压送终了时压力表读数为30kPa ,温度为50七。试求压送到罐内的CO2的质量。大气压力为Pb=0.1MPa。35 = Pb 中 Pgi =0.1x10 +3 = 103kPa)3P2 = Pb + P92 =0.1x10 +30 =130(k Pa)旦二8314 =0.189kj/(kg.K 9 M

11、 44pV = mR,TP2VP1VVP2 PiAm =RgT2RgT1Rg tT2T1 丿0.5=X0.189X1031300310303、150 + 27320+273_0.143kg)2. 体积为0-03m3的某钢性容器内盛有了 700kPa，20的氮气。瓶上装有 一排气阀，压力达到875kPa时发门开启，压力降到840kPa时关闭。若 由于外界加热的原因造成阀门开启，问:(1) 阀门开启时瓶内气体温度为多少?(2) 因加热造成阀门开闭一次期间瓶内氮气失去多少？设瓶内空气温度在排气过程中保持不变。答案 (1) t2 =93.3 C; (2)也m= 0.0097kg3.氧气瓶的容积V =0

12、.30m3瓶中氧气的表压力为Pg1 “4MP和1 =30 C。问瓶中盛有多少氧气？若气焊时用去一半氧气，温度降为t20C 试问此时氧气的表压力为多少(当地大气压力 Pbi/M Pa ) 答案 m= 7.86kg； p 0.625M P a4. 某锅炉每小时燃煤需要的空气量折合表准状况时为66000m3/h。鼓风机实际送入的热空气温度为250 C，表压力为20.0kPa，当地大气压为Pb =0.1MPa，求实际送风量(m3/h )。解 p = Pb +p g =0.1 +20x100.12( MPa)由 pqv =qmRgTpqv0P0qv0ToP0qv0 T10.101325“6000J250

13、+273) = 1.o68咒 1o5(m3/h)T。R2730.125.某理想气体比热比k=cp/cv =1.4，定压比热容Cp= 1.042kJ/(kg.K )，求该气体的摩尔质量。c解由丄=k及Cp - Cv = Rg =CvM8.314得M =Cp(1 -1k )= 1.042冥(1 -1/1.4) = 27.93g/m o)l36.在容积为0.1m的封闭容器内装有氧气，其压力为300kPa，温度为15 C，问应加入多少热量可使氧气温度上升到800 C ？(1)按定值比热容计算;按平均比热容计算。R 8.314 =0.26 kj/(kg.k)Rg M 32300咒103咒0.3rn RJ

14、 0.26x103x(15 + 273)1.2kg)(2)查得cV 05 = 0.656kJ/(kg.K )CV800 = 0.756 kJ/(kg.K )Q =m匕02.t2-cV 0站)=1.2X(0.756X8000.656X15)=714.0(kJ )7.摩尔质量为30kg的某理想气体，在定容下由275 C，加热到845C ,若热力学能变化为400kJ/kg，问焓变化了多少?答案 Ah =557.9kJ/kg8.将1kg氮气由t30C定压加热到4001，分别用定值比热容，平均比热容(表)计算其热力学能和焓的变化。用定值比热容计算U =274.7kJ,心H =384.6kJ )用平均比热

15、容计算U =281.7kJH =391.6kJ9. 2kg 的 CO2，由 P1 =800kPat =900匕膨胀至p2 = 120kPat = 6001C，试利用定值比热容求其热力学能、焓和熵的变化。Rg 二善=警=0.1895/陋.3M 44Cp = 9Rg =9x0.189 = 0.850kj/(kg.K 9CV =7Rg =7x0.189=0.661kj/(kg.K 92 2AU mCzN =2%0.661x(600-900)=-396.6(kJ ) H =mCpAt =2x0.850600-900)=-510(kJ ) = m Cp InRg ln kVT1P1 丿=2订0.851

16、n873 -0.1891 n1200.215kJ/K )I 1173800丿10.在体积为V =1.5m3的钢性容器内装有氮气。初态表压力为Pgi= 20MP a温度为230 C，问应加入多少热量才可使氮气的温度上升到750 C ?其焓值变化是多少？大气压力为0.1MPa。(1)按定值比热容计算;按真实比热容的多项式计算;按平均比热容表计算;(4)按平均比热容的直线关系式计算。Rg =g MmP1VRgT1=0.297kj(kg.K )】 (2.0 + 0.1 )d04(kJ )(2)查得C p,m =a0 +a1T +a2T38a0 =27.3146 =5.2335X10 , a -0.41

17、0M 21.09n =m 282Q = 1 nCv ,mdT =n aoT + TV 2= 0.7532(kmol)2 2 2 2 2=n (Cp, m -RdT = n nCp ,mdT - nR dT = n (a。ST+aT dlT - rRT2+号T3JT： - nR(T2 -T1)=0.7532 X 27.3146 X(1023 -503 )+1X 5.233510 x(10232 -5032 片-x(-0.42 10%(10232 -5032 )-0.7532X8.314x(1023-503 =9.005X 103(kJ )32H = J nCp,mdT =Q+ nR也T=9.00

18、5咒103 +0.7532X8.314X(1023503 )=1.226X104(kJ )(3)查得050 =1.092kJ/(kg.K )050 =0.796kJ/(kg.K )0 .t21.09X (0.796 X 750 - 0.748x 230) = 8.962x 103(kJ ) 山H =m(Cp ol -cp 壯“)=21.09x(1.092x750-1.045x230)=1.22x104(kJ )230 =1.045kJ/(kg.K )CpCv 230 =0.748kJ/(kg.K )c/Q =m(c pCp0 上2 - Cpt2P 0查得CpCVt2 t1t2t1= 1.032

19、 + 0.00008955 =1.032 + 0.00008955 (230 +750)= 1.120kJ/(kg.K )】=CP；2 - Rg =1.12-0.297 = 0.823kJ/(kg.K )Q = mcv：2.At =21.09咒0.823咒(750-230)= 9.026a =21.09x1.12x(750 -230 )=1.228x10(kJ )11.某氢冷却发电机的氢气入口参数为Pg1 =0.2MPa,t1 =40匕，出 口参数为Pg2 =0.19MPa,t2 =66C。若每分钟入口处体积流量为1.5m3，试求氢气经过发电机后的热力学能增量、 焓增量和熵增量。设大气压力为P

20、b =0.1MPa。(1)按定值比热容计算;(2)按平均比热容直线关系式计算。RgPiP2= R= 4.157kj/(kg.K )】M =8.314=Pb + pgj =0.1+0.2=0.3(M P a=Pb +pg2 =0.1 +0.19 = 0.29(M P aP 1qV10.3 101.5CC/UCFI / - Iqm =3= 0.3459(kg/ min )RgT14.157O3 40 + 273)0.10 1.5(1)按定值比热Cp = 7Rg =7x4.157 =14.55kg/(kg.K )1Cv =Cp -Rg =14.55-4.157 =10.39kj/(kg.K 9AU

21、=qmCv也t =0.3459x10.39x(66-40)= 93.44(kJ/min )“3459 十A.556 4.1570294504皿5)AH =qmcpAt =0.3459x14.55x(66-40 )=130.9(kJ/min)P1丿AS =qm Cp In二-Rg In P2I (2) 按平均比热容的直线关系式p 66 C =143.3 + 0.0005945X(66 +40 )= 14.39 kj/(kg .K )40C =10.12 +0.0005945x(66 + 40 )=10.18kj/(kg.K ) t： At =0.3459 0.18x(66 -40) = 91.5

22、5(kJ/kg ) t2 I- I2 c I- P2ptn ： - Rg ln T,P1 丿66 +2730.29?-4.157 In3130.3 丿CVAU = q mCVcX/= 0.3459x 14.39lnAS = qm= 0.4459kJ/(K.min )112. 利用内燃机排气加热水的余热加热器中，进入加热器的排气(按空气处理)温度为300匕，出口温度为80 C。不计流经加热器的排气压力变化，试求排气经过加热器的比热力学能变化， 比焓变化和比熵的变化。(1)按定值比热容计算;(2)按平均比热容(表)计算。答案如=-157.9kJkg也 h = -221.0kJ/kg卫s = -0.

23、4866kJ/(kg.K ) iu = -162.1kJkg 也 h = 225.3kJ/kg人s = -0.4966kJ/(kg.K )13. 进入气轮机的空气状态为600kPa600 C，绝热膨胀到100kPa，300 C略去动能、位能变化，并设大气温度为 T 300K，试求:(1)每千克空气通过气轮机输出的轴功;过程的熵产及有效能损失，并表示在T s图上;过程可逆膨胀到100kPa输出的轴功。Ws =-Ah = hi -h2 =cp(ti -t2 )=1.004%(600-300)=301.4kJ/kg3 AS = Cpln - Rg 叱 M004ln 873 -0.287ln 600

24、= 0.091Jkg.K 9 i =T0ASg =300X0.0913 = 27.39(kJ kg)熵产 殂及有效能损失i如图3-36中阴影面积所示。2TiSk_J0.4w=kRgT11-/ kP2 Vgo.28873) fl00 沪lPi丿141(600丿= 351.4( kJ/kg)14. 由氧气、氮气和二氧化碳组成的混合气体，各组元的摩尔数为nO2 =0.08mol,% =0.65mol, nc =0.3mol试求混合气体的体积分数、质量分数和在P - 400kPa,t=27C时的比体积。=2： ni =(0.08 + 0.65 + 0.3)=1.03mol)02Xn2nO2曙 0.07

25、8nN2065=0.6311.03XCO2= 1-Xo2 -Xn2 =1 -0.078 0.631 =0.291M eq=Z xM=0.078X 32 + 0.63 X 28 + 0.291 44 = 32.94(g/ m ol)WO2X02M02M eq007=0.07632.94WN2XN2 M N2Meq鸣空=0.53632.94WCO2=1 - W02-Wn2 =1-0.076 0.536 =0.388Rg,eqM eqRg,eqTV =O.252宀 300 =0.0189m3/kg)400X10315. 试证明：对于理想气体的绝热过程，若比热容为定值，则无论过程是否可逆，恒有Rgw=

26、 f式中：T1和T2分别为过程初终态的温度。证明 对于理想气体的绝热过程，有W = U = Cv AT = Cv (Ti T2 )p -S = Rg|cp/cV =kRgcV =k 1Rgw =k1(Ti -T2 )证毕第四章理想气体的热力过程1.某理想气体初温Ti =47OK，质量为2.5kg，经可逆定容过程，其热力学能变化为也U =295.4kJ，求过程功、过程热量以及熵的变化。设气体Rg= 0.4kJ/(kg.K )，k =1.35，并假定比热容为定值。2W = pdV = 0Q =AU =295.4kJCp -CV = Rgpp/cv =kCV =生=0.4 =1.143kj/(kg.

27、K yk-11.35-1AU =mci = mcV (T2 -T-i )得 T2+T1 = 295.4+470= 573.3( K)mcy2.5x1.143=口5 InE =2.5X1.1431 n573.4 =0.568kJ/K )T147O2. 一氧化碳的初态为Pi M.SMPaR =493K。定压冷却到t2 = 293K。试计算1kmo1的一氧化碳在冷却过程中的热力学能和焓的变化量，以及 对外放出的热量。比热容取定值。答案 iU =4.154x104kJ,AH =5.82x104kJ3.氧气由 t30lC, P1 =0.1MPa 被定温压缩至 p2 =0.3MPa。(1)试计算压缩单位质

28、量氧气所消耗的技术功;(2)若按绝热过程压缩，初态与终态与上述相同，试计算压缩单位质量氧气所消耗的技术功;将它们表示在同一副p-v图和t S图上，试在图上比较两者的耗功。解Rg 二 MH 詈.26kJ/(kg.K)(1) wt,T = RgT1 ln P = 0.26X 303ln 01 = 86.55 p20.3kRgTj1_仃lP2丿k 1LWt,s2 f1.0.23031410.4.4=-101.7(kJ/kg)(3)两过程在p-v图和T-s图上的表示分别如图3-37(a)和3-37(b)所示。图中过程线1-2t为定温过程，1 -2s为绝热过程线。从P -v图中可以看到，绝热过程耗功比定

29、温过程耗功多出曲边三角形面积1 一2丁 -2s。4.使将满足以下要求的理想气体多变过程在 P-v和t-S图上表示出来（先画出4个基本热力过程）：（1）气体受压缩、升温和放热;（2）气体的多变指数n =0.8，膨胀;（3）气体受压缩、降温又降压;受压缩;（4）气体的多变指数n =1.2，答案 如图3-38（ a）和图3-38 （b）所示的p-v图和Ts图上, 1-1，1-2，1-3，1-4 和 1-5 分别为满足（1），（ 2），（ 3），（ 4）和（5） 要求的多变过程线。5.柴油机汽缸吸入温度t, =60C的空气2.5X10m3，经可逆绝热压缩。空气的温度等于燃料的着火温度。若燃料的着火温度

30、为7201，问空气应被压缩到多大的体积?答案 V2 =1.63104m36.有1kg空气，初态为P, =0.6MPa,t1 =27 C，分别经下列三种可逆过程膨胀到P2 =0.1MPa，试将各过程画在p-v图和t-s图上，并求各过程始态温度、做工量和熵的变化量:(1)(1)定温过程;(2) n =1.25的多变过程;(3)绝热过程。答案t2 =27ew = 154.3kJ/kgwt =154.3kJ/kg;也s = 0.514kJ/(kg.K ) t -63.35 C,w = 1037 kJ kg wt =129.6kJ/kg,As=0.154kJ/kgt = -93.2 C,w =86.2k

31、J/kg wt = 120.7 kJ/kg, is =0p -v图和T - s图如图3-39所示。7.容积为0.2m3的贮气罐，内装氮气，其初压力P1=0.5MPa，温度ti =37C。若对氮气加热，其压力、温度都升高。贮气罐上装有压力控制阀，当压力超过0.8MPa时，阀门便自动打开，防走部分氮气，即罐中维持最大压力为0.8MPa，问当贮气罐中氮气温度为287 C时，对罐内氮气共加入多少热量？设氮气比热容为定值。解 Rg =旦=8314 =0.297 kj/(kg.K 9 M 28由 P V =mRgTPiV0.5X106 X0.2E = RgT1 = 0.297咒103 x(37 +273)

32、=1.086(kgP2开始过程是定容过程，则TP.T0x31496K )P12 R 10.55Qv =miC/AT =1.086xx 0.297x(496-300)= 150( kJ)23，”一 VQp = 2 m2CpdT =2 RtCpdT 二 Rg2 TRg67O10 心兮 O.297278 + 2732=67.96( kJ)P2Vcp 3 dT P2VCpT3In T20.297X103ln 496Q =Qv +Qp =150 + 67.96 =218.0(kJ)8.容积为V =0.6m3的空气瓶内装有压力p1 =10MPa，温度为T, = 300K的压缩空气，打开压缩空气瓶上的阀门用

33、以启动柴油机。 假定留在瓶中的空气进行的是绝热膨胀。设空气的比热容为定值，& =0.287kj/(kg.K)。(1).问过一段时间后，瓶中空气从室内空气吸热，温度有逐渐升高，最后重新达到与室温相等，即又恢复到300K，问这时空气瓶中压缩空气的压力P3为多大?答案(1)丁2 =271.1K, Am = 15.6kg(2) p 3=7.75 MPa9. 是导出理想气体定值比热容的多变过程的初、终态熵变为S2 S1 =ELRg InEn(k-1) g P1解：主要步骤与公式T2p2S2 -S1 = cp In - Rg lnP1T1Tl =Tr=n 二,P1丿Cp Cv = RgCp/cv =kkR

34、gCp10.压力为160kPa的1kg空气，450K定容冷却到300K ,空气放出的热量全部被温度为17 C的大气环境所吸收。求空气所放出热量的饿有效能和传热过程、的有效能损失，并将有效能损失表示在 T-s图上。(T。2 M04(kJ )8.容积为0.36m3的刚性容器中贮有t=350 C的水蒸气，其压力表度数为100kPa。现容器对环境散热使压力下降到压力表度数为50kPa。试求:(1).确定初始状态是什么状态?(2).求水蒸气终态温度;(3) .求过程放出的热量和放热过程的有效能损失。设环境温度为20 C,大气压力为0.1MPa。答案(1)过热蒸汽;(2) t 145.8C (此结果为利用

35、教材热工基础与应用后附录A-7所得。利用较详细水蒸气热表或h - S图答案应为191匕)(3) Q =d2.6kJ,l =35.8kJ (同上， Q = 59.1kJ, I = 27.2kJ)9.气轮机的乏汽在真空度为96kPa干度为X = 0.88的湿空气状态下进入冷凝器，被定压冷却凝结为饱和水。试计算乏汽体积是饱和水体积的 多少倍，以及1kg乏汽2在冷凝器中放出的热量。设大气压力为0.1MPa。答案V,=3.05x104,q =2140kJ/kgV110. 一刚性绝热容器内刚性各班将容器分为容积相同的A,B两部分。设A的容积为0.16m3，内盛有压力为0.1MPa、温度为300 C的水蒸气

36、；B试求终态水设环境温度为真空。抽掉隔板后蒸汽蒸汽自由膨胀达到新的平衡态。蒸气的压力、温度和自由膨胀引起的不可逆有效能损失。为20 C,并假设该蒸汽的自由膨胀满足 pV =常数。解(1)由 p2V2 = PiVi =常数V1P2 = a=1.0咒=0.5(MPa ) V22(2)由 P1 =1.0MPa,t1 =300C，查得Vj = 0.2579 m7kg,s1 =7.1216kJ/(kg.K)V10.16m = = 0.62kgV10.2579V2V 0.32m3V2 = V2 二0.32 = 0.5161(m3/kg )m 0.62由 p2 =0.5MPa,V2 =0.5161m7kg，

37、查得t2 =293.63C,S2 =7.4347 kJ/(kg.K )iSg)=0.62x(7.4347 -7.1216 )=0.1941(kJ/K)I =ToASg =293x0.1941 =56.88(kJ )11利用空气冷却蒸汽轮机乏汽的装置称为干式冷却器。瑞哦流经干式冷却器的空气入口温度为环境温度ti=20 C,出口温度为t2=35 C。进入冷凝器的压力为7.0kPa，干度为0.8，出口为相同压力的饱和水。设乏汽流量为220t/h，空气进出口压力不变，比热容为定值。试求:.流经干式冷却器的焓增量和熵增;.空气流经干式冷却器的熵变以及不可逆传热引起的熵产。解（1）由 p= 7.0kPa,

38、X =0.8查算得h2089.91kJkg,s6.7307kJ(kg.K )h2 =h = 163.31kJ/kg,S2 =s=0.5589kJ(kg.K )对空气 Rg =0.287kJ/(kg.K JCp =1.004kJ/(kg.K )根据热力学第一定律有qm,v(h1h2)=qm,aCp(t211)qm,v(h1-h2) 220% (2089.91 -163.31 )7 “31 /qma =一二 =:_=2.8110 (t/h )=7.818X10 kg/sCp(t2 -11 )八.、1.004% 35-20(2) AHa =qm,acp(t2)=7.818x103x1.004x(35

39、-20)=1.177x105(kW)g =39.18(kW/K )4 = 377.17( kW/K ) 人 Sg =14.63(kW/K)39. P9.0MPa,t500 C的水蒸汽进入气轮机中作绝热膨胀，终压为P2 =50k Pa。汽轮机相对内效率h2 hif 二 h1 -h2s 二 0.86式中h2s 为定熵膨胀到P2时的焓。试求(1).每kg蒸汽所做的功;(2).由于不可逆引起熵产，并表示在T -S图上。答案 由 P1 =9.0MPa,t1 =500C查得 h =3385kJ/kg,S1 =6.656kJ/(kg.K )由 S2 =5 =6.656kJ/(kg.Kp5.0kPa查得 h2

40、2030kJkghi -h2由 T =h1h2s得 h2 =2220 kJ/kg )Wsh =1165kJ/kg )(3)由 P2 = 5kPa, h2220kJkg 查得S2 =7.32kJ/(kg.K ) Sg =0.664kj/(kg.K j过程如图所示。第七章湿空气1.设大气压力为0.1MPa ,温度为25 C,相对湿度为 =55% ,试用分析法求湿空气的露点温度、含湿量及比焓，并查 h-d图校核之。答案解牛析法 td = 14.8 C,d = 0.011kg/kg(ah = 53.15kJ/kg(a)查hd图:td =15Cd =0.0108kg/kg(a)h =53kJkg(a)2

41、.空气的参数为pb =0.1MPa,t =20C申1 =30%，在加热器中加热到85 C后送入烘箱取烘干物体/从烘箱出来时空气温度为t3=35C,试求从烘干物体中吸收1kg水分所消耗的赶空气质量和热量。解由 t20lC/P30%,查 h-d 图得hi =31kJ/kg(a)di =4.3x10%/kg(a)由 d = d1 ,t = 85 C 彳得h2 =96.86(kJ/kg(a )h3 h2 , t 35 Ch3 =1.005t3 +d3(2501 + 1.86t3 )d3 =0.024kg/kg(a)Jrnia =50.7(kg)Q =3.34x103(kJ )3.设大气压力为0.1MP

42、a ,温度为30 C,相对湿度为0.8。如果利用空气调节设备使温度降低到10 C去湿，然后再加热到20 C,试求所的空气的相对湿度。答案 申=53%4.一房间内空气为0.1MPa ,温度为5 C,相对湿度为80%。由于暖气加热使房间温度升至18 C。试求放暖气后房内空气的相对湿度。答案 申=32%5.在容积为100m3的封闭室内，空气的压力为0.1M Pa，温度为25 C,露点温度为18 C,试求室内空气的含湿量，和相对湿度。若此时室内放置若干盛水的敞口容器，容器的加热装置使水能保持25 C定温蒸发至空气达到室温下饱和空气状态。 试求达到饱和空气状态的空气含湿量和水的蒸发量。解（1 ）由t =

43、 25 C查得Ps =0.0031687M Pa由 td =18 C 查得 pv =0.002064MPa所以 =65%dj =0.0131(kg/kg(a)y(20 2 =100% d2 =0.0204 kg/kg(a)I ma =114.5kg ) mV = 0.8359kg )6.股空气流压力为0.1MPa，温度为20 C,相对湿度为30%，流量为每分钟15m3。另一股空气流压力也为0.1MPa，温度为35 C,相对湿度为80%，流量为每分钟20m3。混合后压力仍为0.1MPa，试求混合后空气的温度、相对湿度和含湿量。解： 水蒸气的 Rg,v =0.462kj/(kg.K 9由 1, =

44、20 C, =30% 查得0 =28.5kJ/kg(al pV1 =7.02咒10讪Pa由 t2 =35C,2 =80%查得h2 =110kJ/kg 但)p V2 =0.0045MPaqm,a1 =17.1(kg(a)qm,v1 =0.0778(kg)qm,a2 =21.61kg(a)Iqm,v2 =0.632( kg)qm,a3 =39.1 kg(a )1由热力学第一定律qm,a3h3 =qm,alhl +qm,a2h2h3 =73.3kj/kg(a) d3 =0.018 kg/kg(a)由=73.3kJ/kg(a),d3 =0.0181kg,kg(a 查得t3 =26.9C 82%第八章 气体和蒸汽的流动1. 燃气经过燃气轮机中渐缩喷管绝热膨胀，流量为q 0.6kg/s，燃气参数ti =6 0 0C ,压力p