工程热力学课后作业答案(第十一章)第五版.

1、学习必备欢迎下载11-1 空气压缩致冷装置致冷系数为2.5，致冷量为84600kJ/h ，压缩机吸入空气的压力为0.1MPa，温度为 -10，空气进入膨胀机的温度为20，试求：压缩机出口压力；致冷剂的质量流量；压缩机的功率；循环的净功率。解：压缩机出口压力p21故： p2 p1(11) (k /( k 1) 0.325 MPap4p1( k1) / kp3p2()1p1T3=20+273=293KT 4T 3( p4 )(k 1) / k 209Kp3致冷量： q2c p (T1T 4) 1.01×（263-209） 54.5kJ/kg致冷剂的质量流量 mQ0.43kg/sT 2 T

2、1( p2) ( k 1) / k 368Kq2p1压缩功： w1=c p(T2-T1)=106 kJ/kg压缩功率： P1=mw1=45.6kW膨胀功： w2= c p(T3-T4)=84.8 kJ/kg膨胀功率 :P2=mw2=36.5kW循环的净功率 :P=P1-P2=9.1 KW11-2 空气压缩致冷装置，吸入的空气 p1=0.1MPa ， t1=27，绝热压缩到 p2=0.4MPa ，经冷却后温度降为 32，试计算：每千克空气的致冷量；致冷机消耗的净功；致冷系数。解：已知 T3=32+273=305KT 2T1( p2 )( k1) / k 446Kp1T 4T 3(p4) ( k1

3、) / k 205Kp3致冷量： q2c p (T1 T 4) 1.01×（ 300-205） 96kJ/kg致冷机消耗的净功: W=cp (T2-T1) cp(T3-T4)=46.5kJ/kgq2致冷系数：2.06w11 3 蒸气压缩致冷循环，采用氟利昂R134a 作为工质，压缩机进口状态为干饱和蒸气，蒸发温度为 -20，冷凝器出口为饱和液体，冷凝温度为40，致冷工质定熵压缩终了时焓值为 430kJ/kg ，致冷剂质量流量为 100kg/h。求：致冷系数；每小时的制冷量；所需的理论功率。解：在 lgp-h 图上查各状态点参数。,p1=0.133MPah1=386kJ/kgs1=1.

4、739 kJ/(kg ?K),p2=1.016 MPah2=430 kJ/kg,h3=419 kJ/kgh5=h4=256 kJ/kg学习必备欢迎下载致冷量： q2=h1-h5=386-256=130 kJ/kg每小时的制冷量:Q2=m ×q2=12900kJ/h压缩功： w=h2-h1=430-386=44 kJ/kgq2致冷系数 :2.95w理论功率 P=mw=100 × 44/3600=1.22kW11-4 用一台氨蒸气压缩致冷机制冰，氨的蒸发温度为 -5，冷凝温度为 30，冷凝器中冷却水的进口温度为 12，出口水温为 20，欲在每小时内将 1000kg0的水制成冰，

5、已知冰的融解热为 340kJ/kg ，试求：该致冷机每小时的制冷量； 氨每小时的流量； 致冷机的功率；冷却水每小时的消耗量。解：致冷机每小时的制冷量：Q=1000× 340=340000 kJ在 lgp-h 图上查各状态点参数。p1=335.7kPah1=1452kJ/kgs1=5.6856 kJ/(kg ?K)p2=1.1686 MPah2=1620 kJ/kgh5=h4=343 kJ/kg致冷量： q2=h1-h5=1114 kJ/kg氨每小时的流量； mQ 305.2kgq2致冷机的功率： P=mw=m(h2-h1)=14kW冷凝器热负荷： Q1=m(h2-h4)=390000

6、 kJ/h冷却水每小时的消耗量：m2Q1=1.16 × 104kg/hc pw ( 20 12)11-5 一台氨致冷装置，其致冷量Q0 4 105kJ/h，蒸发温度 15，冷凝温度 30，过冷温度 25，从蒸发器出口的蒸气为干饱和状态。求（1）理论循环的致冷系数； （ 2）致冷剂的质量流量；（ 3）消耗的功率。解：查表得压力和焓分别为：h1=1400 kJ/kg,p1=0.35MPa,s1=5.75 kJ/(kg ?K)h2=1650 kJ/kg,p2=1.2MPa, s2=5.75 kJ/(kg ?K), h3=320 kJ/kg制冷量： q2=h1-h3=1080 kJ/kg压缩

7、功： w=h2-h1=250 kJ/kgq2（1）致冷系数 :4.32wQ（2）致冷剂的质量流量：m 370kg/hq2（3）消耗的功率Pmw25.7kW11-6学习必备欢迎下载11-7 一台用氟利昂R134a 为致冷剂的蒸汽压缩致冷装置，被用作室内供热，它要求的最大加热量是将标准状况下 30m3 /min 的空气从 5加热到 30，冷凝器的最低温度必须较空气的最高温度高 20，蒸发温度为 -4。求：热泵的供热负荷；致冷剂流量；所需功率。解：（ 1）热泵的供热负荷：标准状况下30m3/min 的空气的质量为：m V 1.29 30 =38.7kg/min=0.645kg/sQmcpt0.645

8、1.012516.3kJ/s冷凝器温度为30+20 50，蒸发温度为查表得压力和焓分别为：h1=395 kJ/kg,-4s1=1.725 kJ/(kg ?K)h2=430 kJ/kg,h3=272 kJ/kg制热量：q1=h1-h3+h2-h1=158 kJ/kg压缩功：w=h2-h1=35 kJ/kgQ（2）致冷剂的质量流量：m 0.103kg/sq1（ 3）消耗的功率 P mw 3.6kW11-8 热泵利用井水作为热源，将 20的空气8× 104 m3/h 加热到 30，使用氟利昂R134a 为致冷剂，已知蒸发温度为5，冷凝温度为35，空气的定压容积比热为c p 1.256kJ

9、/(m3K ) ，井水的温度降低7，试求理论上必需的井水量、压缩机功率和压缩机的压气量（m3/h）。解：查表得压力和焓分别为：h1=400 kJ/kg,h2=420 kJ/kg,h3=250 kJ/kg制热量： q1=h2-h3 =170 kJ/kg吸热量： q2=h1-h3 150 kJ/kg压缩功： w=h2-h1=20 kJ/kg加热空气额热量：Qma cpt 80000× 1.256× 10=1× 106kJ/h致冷剂流量： mQ 5.88 × 103kg/hq1必需的井水量： mw =mq2/(4.18*7)=30143 kg/h压缩机功率 : Pmw 32.6kW氟利昂 R134a 在 35时比容为 0.018 m 3/kg353压缩机的压气量 : 5.88× 10 /0.018=3.27 × 10m /h11-9解：制冷量： Qm2&