工程热力学课后作业答案chapter10

1、10-1蒸汽朗肯循环的初参数为16.5MPa、550，试计算在不同背压p2=4、6、8、10及12kPa时的热效率。解：朗肯循环的热效率h1为主蒸汽参数由初参数16.5MPa、550定查表得：h1=3433kJ/kgs1=6.461kJ/(kg.K)h2由背压和s1定查h-s图得：p2=4、6、8、10、12kPa时分别为h2=1946、1989、2020、2045、2066 kJ/kgh3是背压对应的饱和水的焓查表得。p2=4、6、8、10、12kPa时饱和水分别为h3=121.41、151.5、173.87、191.84、205.29 kJ/kg故热效率分别为：44.9、44、43.35、

2、42.8%、42.3510-2某朗肯循环的蒸汽参数为：t1500、p21kPa，试计算当p1分别为4、9、14MPa时；（1）初态焓值及循环加热量；（2）凝结水泵消耗功量及进出口水的温差；（3）汽轮机作功量及循环净功；（4）汽轮机的排汽干度；（5）循环热效率。解：（1）当t1500，p1分别为4、9、14MPa时初焓值分别为：h1=3445、3386、3323 kJ/kg熵为s1=7.09、6.658、6.39 kJ/(kg.K)p21kPa(s2=s1)对应的排汽焓h2：1986、1865、1790 kJ/kg3点的温度对应于2点的饱和温度t3=6.98、焓为29.33 kJ/kgs3=0.

3、106 kJ/(kg.K)3点压力等于p1，s3=s3，t3=6.9986、7.047、7.072则焓h3分别为：33.33、38.4、43.2 kJ/kg循环加热量分别为：q1=h1-h3=3411、3347、3279.8 kJ/kg（2）凝结水泵消耗功量： h3-h3进出口水的温差t3-t3（3）汽轮机作功量h1-h2循环净功h1-h2-( h3-h3)（4）汽轮机的排汽干度s2=s1=7.09、6.658、6.39 kJ/(kg.K)p21kPa对应的排汽干度0.79、0.74、0.71（5）循环热效率初焓值h1排汽焓h2焓h3焓h3循环加热量q1=h1-h3凝结水泵消耗功量h3-h3进

4、出口水的温差t3-t3汽轮机作功量h1-h2循环净功循环热效率（）3445198633.3329.33341140.01861459145542.783386186538.429.3333479.070.0671521151245.173323179043.229.333279.813.870.0921533151946.7410-3一理想朗肯循环，以水作为工质，在循环最高压力为14MPa、循环最高温度540和循环最低压力7 kPa下运行。若忽略泵功，试求：（1）平均加热温度；（2）平均放热温度；（3）利用平均加热温度和平均放热温度计算循环热效率。解：1点焓和熵分别为：3433kJ/kg、6.

5、529 kJ/(kg.K)2点焓和熵分别为：2027kJ/kg、6.529 kJ/(kg.K)3点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为：163.38kJ/kg、0.5591 kJ/(kg.K)（1） 平均加热温度547.7K（2） 平均放热温度312.17K（3） 循环热效率4310-4一理想再热循环，用水作为工质，在汽轮机入口处蒸汽的状态为14 MPa、540，再热状态为3 MPa、540和排汽压力7 kPa下运行。如忽略泵功，试求：（1）平均加热温度；（2）平均放热温度；（3）利用平均加热温度和平均放热温度计算循环热效率。解：1点焓和熵分别为：3433kJ/kg、6.529 kJ/(kg.K

6、)3点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为：163.38kJ/kg、0.5591 kJ/(kg.K)再热入口焓B：压力为3 MPa，熵为6.529 kJ/(kg.K)，hB=2988 kJ/kg再热出口焓A：hA=3547 kJ/kg，sA=7.347 kJ/(kg.K)2点焓和熵分别为：2282kJ/kg、7.347 kJ/(kg.K)（4） 平均加热温度564K（5） 平均放热温度312K（6） 循环热效率44.710-5某回热循环，新汽压力为10 MPa，温度为400，凝汽压力50kPa，凝结水在混合式回热器中被2 MPa的抽汽加热到抽汽压力下的饱和温度后经给水泵回到锅炉。不考虑水泵消耗的

7、功及其他损失，计算循环热效率及每千克工质的轴功。解：1点焓和熵分别为：h1=3096kJ/kg、s1=6.211 kJ/(kg.K)排汽2点焓为：h2=2155kJ/kg3点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为：h3=340.57kJ/kg抽汽点4的焓（查2 MPa和s4=s1）：h4=2736 kJ/kg2 MPa对应的饱和温度212.37，h5=908.6 kJ/kg求抽汽率0.237循环功量：794 kJ/kg热效率：36.210-6某厂的热电站功率12MW，使用背压式汽轮机p13.5MPa ，t1435、p20.8 MPa，排汽全部用于供热。假设煤的发热值为20000kJ/kg，计算电厂

8、的循环热效率及耗煤量。设锅炉效率为85。如果热、电分开生产，电能由p27kPa的凝汽式汽轮机生产，热能（0.8 MPa的230的蒸汽）由单独的锅炉供应，其他条件相同，试比较耗煤量。设锅炉效率同上。解：1点的焓h1=3303 kJ/kg、s1= 6.957kJ/(kg.K)排汽点焓（s2=s1）h2=2908 kJ/kg锅炉进口水焓（0.8 MPa对应的饱和水焓）h3=720.9 kJ/kg热效率：15.3总耗煤量：4.61kg/s=16.6t/h有15.3的热能发电，发电煤耗为：m1=m=0.705 kg/s2.54 t/hp27kPa对应的排汽焓和锅炉进口水焓：h2=2161 kJ/kg h

9、3=163.38 kJ/kg电的耗煤量：1.96 kg/s7.06 t/h供热煤耗量相同14.06 t/h。总煤耗：m=7.06+14.06=21.12 t/h10-7小型供热、供电联合电站，进入汽轮机新蒸汽的压力为1 MPa、温度为200，汽轮机供热抽汽压力为0.3 MPa，抽汽通过热交换器后变成0.3 MPa的饱和液体，返回动力循环系统。汽轮机乏汽压力为40kPa。汽轮机需要输出1MW的总功率，而热交换器要求提供500kW的供热率。设汽轮机两段（即抽汽前后）的相对内效率都为0.8。试计算进入汽轮机的总蒸汽量和进入热交换器的抽汽量。解：0.3 MPa的饱和液体、饱和汽、汽化潜热的焓：561.

10、4 kJ/kg，2725.5 kJ/kg、2181.8 kJ/kg进入热交换器的抽汽量：0.23kg/s新汽焓h1=2827 kJ/kg，s1=6.693 kJ/(kg.K)排汽焓(s2=s1)h2=2295 kJ/kg抽汽焓(s3=s1)h3=2604 kJ/kg乏汽量：2.25 kg/s总蒸汽量：m=m1+m2=2.48 kg/s10-8奥托循环压缩比8，压缩冲程初始温度为27，初始压力为97kPa，燃料燃烧当中对工质的传热量为700 kJ/kg，求循环中的最高压力、最高温度、循环的轴功及热效率。设工质k=1.41，0.73 kJ/(kg.K)。解：热效率57.4轴功：401.5kW703.7K最高温度1662.6K1.82MPa最高压力（定容）4.3MPa10-9狄塞尔循环压缩比15，压缩冲程初始压力为105kPa，初始温度为20，循环吸热量为1600 kJ/kg，设工质k=1.41，1.02kJ/(kg.K)。求循环中各点压力、温度、热效率。解：2点的压力和温度：889K4.78 MPa3点压力和温度：p3=p22458K4点的压力和温度：5.40.443 MPa1231K热效率：4.2521010燃气轮机进气参数为p10.1