工程热力学课后作业答案第五版1

1、 | HYPERLINK / 百度首页 HYPERLINK /v2/?login 登录 HYPERLINK /cashier/browse/vipcashier?dqStatCode=topnav_joinvip&cashier_code=topnav_joinvip VIP意见反馈 HYPERLINK /apps?fr=1011 下载客户端4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库 HYPERLINK /?fr=nav 首页 HYPERLINK javascript:void(0); 分类 HYPERLINK javascript:void(0); 精品内容 HYPERL

2、INK /wenkuverify?from=1 申请认证 HYPERLINK javascript:void(0); 机构合作 HYPERLINK javascript:void(0); 频道专区 HYPERLINK /xtopic/wkback 百度智慧课堂 HYPERLINK /user/browse/vip/ 百度教育VIP HYPERLINK /list/628 2-2. HYPERLINK /list/628 已知 HYPERLINK /list/642 N HYPERLINK /list/642 2 HYPERLINK /list/642 HYPERLINK /list/642 的

3、 HYPERLINK /list/642 M HYPERLINK /list/642 HYPERLINK /list/642 28，求（1）N2 的气体常数；（2）标准状态下 N2 的比容和密度；（3）p = 0 1MPa， HYPERLINK /?fr=crumbs 百度文库 HYPERLINK /?fr=crumbs HYPERLINK /edu/index 教育专区 HYPERLINK /edu/index HYPERLINK /list/628 成人教育 HYPERLINK /list/628 HYPERLINK /list/642 远程、网络教育t = 500Mv。时的摩尔容积解：（

4、1）N 的气体常数2R08314296.9 J /(kg K)=R =M28（2）标准状态下 N 的比容和密度2RT 296.9 273v =m / kg0.83p1013251=1.25 kg / m3vp = 0.1MPa t = 500 时的摩尔容积Mv（3），R T064.27 m / kmol3Mvpp = 30g1p = 0.3Mpa，温度g22-3把CO 压送到容积3m3 的储气罐里，起始表压力kPa，终了表压力2由t145增加到t270。试求被压入的 CO 的质量。当地大气压 B101.325kPa。2解：热力系：储气罐。应用理想气体状态方程。压送前储气罐中 CO 的质量2p1

5、v1m1 =RT1压送后储气罐中 CO2 的质量p2v2m2 =RT 2根据题意容积体积不变；R188.9p1 = p + B（1）g1p2 = p + B（2）g2T1 = t1+ 273（3）T 2 = t2 + 273（4）压入的CO 的质量2m = m1- m2 = v ( p2 - p1)（5）R T 2 T11/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html1/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得m=12.02kg2-5 当外界为标准状态时，一鼓风机每

6、小时可送 300m3 的空气，如外界的温度增高到 27，大气压降低到99.3kPa，而鼓风机每小时的送风量仍为 300m3，问鼓风机送风量的质量改变多少？解：同上题v p2p1) =300 99.3 101.325m = m1- m2 =(-(-)100041.97kgR T 2 T1287 300273332-6空气压缩机每分钟自外界吸入温度为 15、压力为 0.1MPa 的空气3m，充入容积 8.5m 的储气罐内。设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在多长时间内空气压缩机才能将气罐的表压力提高到 0.7MPa？设充气过程中气罐内温度不变。解：热力系：储气罐。使用理想气体状态方程。第一种解

7、法：首先求终态时需要充入的空气质量p2v2 71058.5m2 =kgRT2287 288压缩机每分钟充入空气量pv 110 35m =kgRT 287 288所需时间m2t =19.83minm第二种解法将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为 0.1MPa 一定量的空气压缩为0.7MPa 的空气；或者说0.7MPa、8.5m3 的空气在0.1MPa 下占体积为多少的问题。根据等温状态方程pv = const0.7MPa、8.5m3 的空气在0.1MPa 下占体积为p2V 2 0.7 8.5V1 = 59.5 m3P10.1压缩机每分钟可以压缩 0.1MPa 的空气3m3 ，则要压缩

8、59.5m3 的空气需要的时间59.5=19.83min328在一直径为400mm 的活塞上置有质量为 3000kg 的物体，气缸中空气的温度为 18，质量为 2.12kg。加热后其容积增大为原来的两倍。大气压力 B101kPa，问：（1）气缸中空气的终温是多少？（2）终态的比容是多少？（3）初态和终态的密度各是多少？解：热力系：气缸和活塞构成的区间。使用理想气体状态方程。2/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html2/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库（1）空气终态温度V 2T 2 =T1 =582

9、KV1（2）空气的初容积p=30009.8/( r2)+101000=335.7kPamRT1V1 =30.527mp空气的终态比容v2 = V 2 = 2V130.5m/kgmm或者RT2v2 =30.5m/kgp（3）初态密度1 = m = 2.12 4kg/m3V1 0.52712 =32kg/mv22-9解：（1）氮气质量pv 1 3.7 10RT6 0.057.69kgm =296.8300（2）熔化温度pv 16.510 0.056T =361Km R7.69 296.8go =2 3.2% ，gN 2= 76.8%。试求214 如果忽略空气中的稀有气体，则可以认为其质量成分为2空

10、气的折合分子量、气体常数、容积成分及在标准状态下的比容和密度。解：折合分子量11M =28.86gi0.232 0.768+ M3228i气体常数R08314 288 J /(kg K)=R =M28.86容积成分3/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html3/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库r = g M / Mo20.92oo22r =120.979.1N2标准状态下的比容和密度M28.8622.4=31.288kg/m22.41v =30.776m/kgr= 9 7% r= 0.6% r= 0

11、.1 8% rC4H10= 0.18%，2-15已知天然气的容积成分，CH 4C HC H2638rCO 2 = 0.2% r =1.8 3%，。试求：天然气在标准状态下的密度；各组成气体在标准状态下的分压力。N 2（1）（2）解：（1）密度M = r M = (9716+ 0.630+ 0.1844+0.1858+ 0.244+1.8328) /100ii16.48M16.48= 0.736kg / m3=022.4 22.4（2）各组成气体在标准状态下分压力p = r p因为：iipCH 4 = 97% *101.325=98.285kPa同理其他成分分压力分别为：（略）31安静状态下的人

12、对环境的散热量大约为 400KJ/h，假设能容纳2000 人的大礼堂的通风系统坏了：（1）在通风系统出现故障后的最初 20min 内礼堂中的空气内能增加多少？（2）把礼堂空气和所有的人考虑为一个系统，假设对外界没有传热，系统内能变化多少？如何解释空气温度的升高。解：（1）热力系：礼堂中的空气。闭口系统根据闭口系统能量方程Q = DU +W因为没有作功故 W=0；热量来源于人体散热；内能的增加等于人体散热。Q = 2000 40020/6052.6710 kJ（1）热力系：礼堂中的空气和人。4/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html4

13、/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库闭口系统根据闭口系统能量方程Q = DU +W因为没有作功故 W=0；对整个礼堂的空气和人来说没有外来热量，所以内能的增加为 0。空气温度的升高是人体的散热量由空气吸收，导致的空气内能增加。35，有一闭口系统，从状态 1 经a 变化到状态2，如图，又从状态 2 经b 回到状态1；再从状态1 经过c变化到状态2。在这个过程中，热量和功的某些值已知，如表，试确定未知量。过程1-a-22-b-1-7-421-c-2x2解：闭口系统。使用闭口系统能量方程(1)对1-a-2 和2-b-1 组成一个闭口循环，有 Q = W即10（7）x

14、1+（4）x1=7kJ(2)对1-c-2 和2-b-1 也组成一个闭口循环x2（7）2+（4）x2=5kJ(3)对过程2-b-1，根据Q = DU +WDU = Q -W = -7 - (-4) = 3kJ3-6一闭口系统经历了一个由四个过程组成的循环，试填充表中所缺数据。过程Q（kJ）W（kJ）E（kJ）5/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html5/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库121100001100231000-100-950-5034-95004550解：同上题3-7 解：热力系：1.5

15、kg 质量气体p = av+ b闭口系统，状态方程：DU =1.5(1.5p2v2 -8 5) - (1.5p1v1-85)90kJ由状态方程得1000a*0.2+b200=a*1.2+b解上两式得：a=-800b=1160则功量为21W =1.5 pdv=1.5 (-800)v2-1160v10.22 900kJ21过程中传热量Q = DU +W990kJ38容积由隔板分成两部分，左边盛有压力为 600kPa，温度为 27的空气，右边为真空，容积为左边 5倍。将隔板抽出后，空气迅速膨胀充满整个容器。试求容器内最终压力和温度。设膨胀是在绝热下进行的。解：热力系：左边的空气系统：整个容器为闭口系

16、统过程特征：绝热，自由膨胀根据闭口系统能量方程Q = DU +W绝热Q = 0自由膨胀 W0因此 U=0对空气可以看作理想气体，其内能是温度的单值函数，得mc (T2 -T1) = 0 T2 = T1 = 300Kv根据理想气体状态方程RT 2 p1V11p2 = V 2 = V 2 = 6 p1100kPa6/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html6/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库3-9 一个储气罐从压缩空气总管充气，总管内压缩空气参数恒定，为 500 kPa，25。充气开始时，罐内空气参数为

17、 100 kPa，25。求充气终了时罐内空气的温度。设充气过程是在绝热条件下进行的。解：开口系统特征：绝热充气过程工质：空气（理想气体）根据开口系统能量方程，忽略动能和未能，同时没有轴功，没有热量传递。0 = m2h2 - m0h0 + dE没有流出工质 m2=0dE=dU=(mu) -(mu)cv2cv1终态工质为流入的工质和原有工质和 m0= mcv2-mcv1mcv2 u - m u =m0h0(1)cv2cv1 cv1h0=c T0pu =c T2cv2vu =c T1cv1vp1Vmcv1=RT1mcv2= p2VRT 2代入上式(1)整理得kT1T 2T1+ (kT0 -T1)T

18、2 =398.3Kp1p2供暖用风机连同加热器，把温度为t1 = 0 的冷空气加热到温度为t2 = 250 ，然后送入建310筑物的风道内，送风量为 0.56kg/s，风机轴上的输入功率为 1kW，设整个装置与外界绝热。试计算：（1）风机出口处空气温度；（2）空气在加热器中的吸热量；（3）若加热器中有阻力，空气通过它时产生不可逆的摩擦扰动并带来压力降，以上计算结果是否正确？解：开口稳态稳流系统Q1000（1）风机入口为 0则出口为m&CpDT = Q DT =1.78m&Cp 0.561.0 0 6103t2 = t1+ Dt = 1.78 空气在加热器中的吸热量Q = m&CpDT = 0.

19、561.0 0 6(250-1.7 8) 138.84kW(3) 若 加 热 有 阻 力 ， 结 果1 仍 正 确 ； 但 在 加 热 器 中 的 吸 热 量 减 少 。 加 热 器 中Q = h2 - h1 = u2 + P2v2 - (u1+ P1v1) ，p2 减小故吸热减小。311一只0.06m3 的罐，与温度为 27、压力为 7MPa 的压缩空气干管相连接，当阀门打开，空气流进罐内，压力达到 5MPa 时，把阀门关闭。这一过程进行很迅速，可认为绝热。储罐的阀门关闭后放置较长时间，最后罐内温度回复到室温。问储罐内最后压力是多少？解：热力系：充入罐内的气体7/view/d8bd7feda

20、36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html7/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库由于对真空罐充气时，是焓变内能的过程mh = mucpT = T0 = kT0 =1.4300= 420Kcv罐内温度回复到室温过程是定容过程T 2300420p2 =P1 =5 3.57MPaT312压力为1MPa 和温度为200的空气在一主管道中稳定流动。现以一绝热容器用带阀门的管道与它相连，慢慢开启阀门使空气从主管道流入容器。设（1）容器开始时是真空的；（2）容器装有一个用弹簧控制的活塞，活塞的位移与施加在活塞上的压力成正比，而活塞上面的空间是真

21、空，假定弹簧的最初长度是自由长度；（3）容器装在一个活塞，其上有重物，需要 1MPa 的压力举起它。求每种情况下容器内空气的最终温度？解:（1）同上题T = kT 0 = 1.4 473 =662K=389（2）h = u + wh=c T0pL=kp111w = pAdL = pAkdp = kpAp = pV = RT222cpT0 =T=552K=279c + 0.5Rv同（2）只是W 不同w = pdV = pV = RTcpT0 = T0 =T=473K200c + Rv313解：W = -Dhh = c DT对理想气体pu = c DTv314解：（1）理想气体状态方程T1p2T

22、2 = 2* 293586Kp1（2）吸热：p1V RQ = mc DT =DT2500kJvRT1 k -18/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html8/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库3-15解：烟气放热等于空气吸热1m3 空气吸取1.09m3 的烟气的热Q =1.09245267kJQ267Dt =205vc 1.2 9 311.01t2=10+205=2153-16 解：m1h1+ m2h2 = (m1+ m2)h3h = c Tp代入得：m1cT1+ m2cT2 120*773210 4

23、73T = (m1+ m2)c=330582K309317解：等容过程cpk = 1.4c - RpRT 2 - RT1 p2v - p1vQ = m c DT = m=37.5kJvk -1k -13-18解：定压过程p1V 2068.410 0.033=T1=216.2Km R1 287T2=432.4K内能变化：DU = mc Dt =1(1.0 1- 0.287) 216.2 156.3kJv焓变化：DH = kDU = 1.4156 .3 =218.8kJV 2 = 2V1 = 0.0 6m3功量交换：W = pdV =p(V 2 -V1) = 2068 .4 0.03 62.05k

24、J9/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html9/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库Q = DU +W =156.3+ 62.05=218.35kJ热量交换：7-1 当水的温度 t=80，压力分别为 0.01、0.05、0.1、0.5 及 1MPa 时，各处于什么状态并求出该状态下的焓值。解：查表知道 t=80时饱和压力为 0.047359MPa。因此在 0.01、0.05、0.1、0.5 及 1MPa 时状态分别为过热、未饱和、未饱和，未饱和、未饱和。焓值分别为 2649.3kJ/kg，334.9k

25、J/kg，335kJ/kg，335.3kJ/kg，335.7kJ/kg。72 已知湿蒸汽的压力 p=1MPa 干度 x=0.9。试分别用水蒸气表和 h-s 图求出 h ，v ，u ，xxxs 。x解：查表得：h2777kJ/kgh=762.6kJ/kg33v0.1943m /kgv0.0011274m /kguhpv=761.47kJ/kgs2.1382kJ/(kg.K)u=hpv=2582.7kJ/kgs=6.5847kJ/(kg.K)hxxh+(1-x)h=2575.6kJ/kg3v xv+(1-x)v=0.1749m /kgxu xu+(1-x)u=2400kJ/kgxs xs+(1-x

26、)s=6.14kJ/(kg.K)x7-3 在 V60L 的容器中装有湿饱和蒸汽，经测定其温度 t210，干饱和蒸汽的含量m =0.57kg，试求此湿蒸汽的干度、比容及焓值。v解：t210的饱和汽和饱和水的比容分别为：33v0.10422m /kgh2796.4kJ/kgv0.0011726m /kgh=897.8kJ/kgmv湿饱和蒸汽的质量：m =xV= xv+(1- x)vm解之得：x=0.533比容：v xv+(1-x)v=0.0558m/kgx焓：h xh+(1-x)h=1904kJ/kgx374 将2kg 水盛于容积为 0.2m 的抽空了的密闭刚性容器中，然后加热至200试求容器中（

27、1）压力；（2）焓；（3）蒸汽的质量和体积。解：（1）查200的饱和参数h2791.4kJ/kgh=852.4kJ/kg33v0.12714m /kgv0.0011565m /kg饱和压力1.5551MPa。刚性容器中水的比容：0.2v =0.1m/kg0.2MPac采用渐缩喷管。c1=20m/s 较小忽略。因此2-2 截面处是临界点k-1p2T = T1(2)k=421Kp1RT 2v2 = 0.6m3/kgP2k-12kRT 1p2kc2 = k -1 1- ( p1) = 323m/sv2 mf 2 = 0.00185m3c29-3 渐缩喷管进口空气的压力 p =2.53MPa，t180

28、，c1=50m/s。喷管背压 p =1.5MPa。求1b2喷管出口的气流速度 c2，状态参数 v2、t2。如喷管出口截面积 f2=1cm ，求质量流量。解: p = p1 = 0.5 2 82.53=1.33pbc所以渐缩喷管进口截面压力 p2p 1.33MPac由定熵过程方程可得：（按c10 处理）k-1p2T2 = T1() k 294Kp1KRT2 344m/sc2aRT 2v2 =m = 0.0634m3/kgP2f 2c23=0.543m/sv29-5 空气流经喷管作定熵流动，已知进口截面上空气参数 p1=0.7MPa，t1947，c1=0m/s。喷管出口处的压力 p2 分别为0.5

29、MPa及0.12MPa，质量流量均为m = 0.5 kg/s。试选择喷管类型，计算喷管出口截面处的流速及出口截面积。解：（1）p20.5MPa&p = p1 = 0.5 2 80.7=0.37MPapbc选缩放喷管。24/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html24/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html25/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库98 空气通过一喷管，进口压

30、力 p1=0.5MPa，t1600K，质量流量为m& = 1.5kg/s。如该喷管的出口处压力为 p =0.1MPa，问应采用什么型式的喷管？如不考虑进口流速影响，求定熵2膨胀过程中喷管出口气流流速及出口截面积。如为不可逆绝热流动，喷管效率 0.95，则喷管气体出口速度及出口截面积各为多少？解：p=p1 = 0.5 2 80.5=0.264MPap2c所以应采用缩放喷管。(1)出口流速：k-1p2()k= 0.6314p1k-1T2 = T1( p2) k 378.8Kp1R T2v =2= 1.09m/kg3P2k-1c = 2kRT 11- ( p2)k = 667m/s2k -1p1mv

31、f =2 24.5cm2c2(2) c2 =c2 =650m/sT = T1- (T1-T2) = 390K2R T223v = 1.12m/kgP2m v2f =25.8cm2c29-9 某燃气 p =1MPa，t11000K，流经渐缩渐扩喷管。已知喷管出口截面上的压力 p =0.121MPa，进口流速c1200m/s，喷管效率 0.95，燃气的质量流量m& = 50kg/s，燃气的比热k1.36，定压质量比热 c 1kJ/(kg.K)。求喷管的喉部截面积和出口截面积。p解：进口流速 c1200m/s2c1=20kJ/kg远小于燃气的进口焓c T1p1000kJ/kg2忽略。出口流速：26/

32、view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html26/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库k-1(p2)k= 0.5436p1k-1p2T2 = T1() k 543.6Kp1c = 44.72 c (T1-T 2) = 955m/s2pc =c =931m/s22T = T1- (T1-T2) = 566K2k -1R =c 264.7kJ/(kg.K)pkR T223v = 1.5m/kgP2出口截面积m v2f =805cm2c2(2)喉部流速：p = p =0.535MPac1k-1T = T1 k 8

33、47.4Kcc = kRT ) = 552m/sccRTv =cc= 0.4193m/kg3Pc喉部截面积m vcf =380cm2cc9-10 水蒸气压力p =0.1MPa，t 120以500m/s 的速度流动，求其滞止焓、滞止温度和滞11止压力。解：p =0.1MPa，t 120时水蒸气焓11h =2716.8kJ/kg，s1=7.4681kJ/(kg.K)1滞止焓2h =h+c /2=2841.8kJ/kg01查表得p =0.19MPa027/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html27/38 4/13/2019工程热力学课后作

34、业答案第五版1 - 百度文库t =185.709-11 水蒸气的初参数 p1=2MPa，t1300，经过缩放喷管流入背压 pb=0.1MPa的环境中，2喷管喉部截面积 20cm 。求临界流速、出口速度、质量流量及出口截面积。解：h =3023kJ/kg，s1=6.765kJ/(kg.K)1p =0.5462=1.092MPac3h =2881kJ/kg，v =2.0m/kgcc3h =2454kJ/kg，v =1.53m/kg22c = 44.72 h - h = 532.9m/sc1c44.72 h h =1066.7m/s2-c =21质量流量f ccm = min=0.533kg/svc

35、m v2 76.4cm2f =2c29-12 解：h =3231kJ/kg，1节流后s=7.203kJ/(kg.K)3h =3148kJ/kg，v =0.2335m/kg22pb/p0.546渐缩喷管44.72 h h =407.4m/s2-c =21fc2m = 0.35kg/sv29-13 解：查表得h =2736kJ/kg2由p =2MPa等焓过程查表得1x10.97t1=212.4t2 - t1130- 212.4= 43.4K/MPajp2 - p1 (0.1- 2)1069-14 解:查表得：h =3222kJ/kg1h =3066kJ/kg244.72 h h =558.6m/s

36、2-c =2128/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html28/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html29/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库功量及循环净功；（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、3323kJ/kg熵为s1=7.09、6.658、6.39kJ/(kg.K

37、)p21kPa(s2=s1)对应的排汽焓 h2：1986、1865、1790kJ/kg3 点的温度对应于 2 点的饱和温度 t3=6.98、焓为29.33kJ/kgs3=0.106kJ/(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、43.2kJ/kg循环加热量分别为：q1=h1-h3=3411、3347、3279.8kJ/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w0 = h1-h2-(h3-h3)（4）汽轮机的排汽干度s2=s1=7.09、6.658、6.

38、39kJ/(kg.K)p21kPa 对应的排汽干度 0.79、0.74、0.71w0（5）循环热效率 =q1焓焓h3 循环加 凝结水泵 进出口 汽轮机 循 环 循 环消耗功量 水的温 作功量 净 功 热 效值热量差h1-h2w0率t3-t3（）3445 1986 33.33 29.33 34113386 1865 38.4 29.33 33471455 42.781512 45.171519 46.749.070.0670.092152115333323 1790 43.2 29.33 3279.8 13.8710-3 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

39、540和循环最低压力 7kPa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、6.529kJ/(kg.K)2 点焓和熵分别为：2027kJ/kg、6.529kJ/(kg.K)3 点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为：163.38kJ/kg、0.5591kJ/(kg.K)（1）平均加热温度h1- h3t =547.7Khs1- s3（2）平均放热温度h2 - h3t =c=312.17Ks2 - s3（3）循环热效率30/view/d8bd7feda36925c52cc58bd631

40、86bceb19e8edc2.html30/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库tc=1- = 43th10-4 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 14MPa、540，再热状态为3MPa、540和排汽压力 7kPa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、6.529kJ/(kg.K)3 点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为：163.38kJ/kg、0.5591kJ/(kg.K)再热入口焓 B：压力为3MPa，熵为6.52

41、9kJ/(kg.K)，h =2988kJ/kgB再热出口焓 A：h =3547kJ/kg，s =7.347kJ/(kg.K)AA2 点焓和熵分别为：2282kJ/kg、7.347kJ/(kg.K)（4） 平均加热温度h1- h + (h - h )3ABt =h= 564Ks - s3A（5）平均放热温度h2 - h3t =c=312Ks2 - s3（6）循环热效率tc=1- = 44.7th10-5 某回热循环，新汽压力为 10MPa，温度为 400，凝汽压力 50kPa，凝结水在混合式回热器中被 2MPa 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。不考虑水泵消耗的功及其他损失，计

42、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=6.211kJ/(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 2MPa和s4=s1）：h4=2736kJ/kg2MPa对应的饱和温度 212.37，h5=908.6kJ/kg求抽汽率h5 - h3 908 .6 - 340 .57=0.237h4 - h3 2736 - 340 57循环功量：w0 = h1- h4 + (1- )(h4 - h2) = 794kJ/kgw0w0热效率： =36.2q1 h1- h

43、531/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html31/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库10-6某厂的热电站功率 12MW，使用背压式汽轮机 p13.5MPa，t1435、p20.8MPa，排汽全部用于供热。假设煤的发热值为 20000kJ/kg，计算电厂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（0.8MPa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=3303kJ/kg、s1=6.95

44、7kJ/(kg.K)排汽点焓（s2=s1）h2=2908kJ/kg锅炉进口水焓（0.8MPa对应的饱和水焓）h3=720.9kJ/kgh1- h2 15.3热效率： =h1- h3总耗煤量：P12106m =4.61kg/s=16.6t/h 21070.85 0.1 5 3200001030.85有15.3的热能发电，发电煤耗为：m1=m =0.705kg/s2.54t/hp27kPa 对应的排汽焓和锅炉进口水焓：h2=2161kJ/kgh3=163.38kJ/kg电的耗煤量：PP12106m1 =1.96kg/s7.0620000 1 0.85h1- h2h1- h30.36 20000 0

45、.8520000 0.85t/h供热煤耗量相同 14.06t/h。总煤耗：m=7.06+14.06=21.12t/h10-7 小型供热、供电联合电站，进入汽轮机新蒸汽的压力为 1MPa、温度为 200，汽轮机供热抽汽压力为 0.3MPa，抽汽通过热交换器后变成 0.3MPa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：0.3MPa的饱和液体、饱和汽、汽化潜热的焓：561.4kJ/kg，2725.5kJ/

46、kg、2181.8kJ/kg500进入热交换器的抽汽量：m1 =0.23kg/s2181 .8新汽焓h1=2827kJ/kg，s1=6.693kJ/(kg.K)排汽焓(s2=s1)h2=2295kJ/kg抽汽焓(s3=s1)h3=2604kJ/kg乏汽量：m2 = 1103/ 0.8 - m1(h1- h3)h1- h22.25kg/s总蒸汽量：m=m1+m2=2.48kg/s32/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html32/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库10-8 奥托循环压缩比 8，压缩冲程初

47、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 700kJ/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，c 0.73kJ/(kg.K)。v解：热效率1= 1-= 57.4k-1轴功：w = q = 401.5kWT 2 = T1 k-1 703.7K最高温度qT3 = T 2 + 1662.6Kcv1 k 1.82MPa=p = p2最高压力（定容）T3p3 = p2= 4.3MPaT 210-9 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1600kJ/kg，设工质 k=1.41，c 1.02k

48、J/(kg.K)。求循环中各点压力、温度、热效率。p解：2 点的压力和温度：T 2 = T1 k-1 889Kp2 = p1 k = 4.78MPa3 点压力和温度：T3 =q+T2 =2458Kp3=p2cp4 点的压力和温度：v4 v1v3 v3 T3v1T2=5.4T3v2T2v3p4 = p3(v4k) = 0.443MPak -1p4p3T4 = T3()k 1231Kv3 T 4k-1热效率：= 4.2=1-52v2 T1k( -1) k -133/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html33/38 4/13/2019工程

49、热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库1010 燃气轮机进气参数为 p10.1MPa、t117、 8，工质定压吸热终了温度 t3600，设 k=1.41，c 1.02kJ/(kg.K)。求循环热效率、压气机消耗的功及燃气轮机装置的p轴功。解：循环热效率1= 1-=45.3%(k-1) / kp2= p1 =0.8MPaT2 = T1 (k-1) / k 530K压气机消耗的功：w = h2 - h1 = c (T2 -T1) = 245kJ/kgcpT3T 4 =478K(k-1) / k燃气轮机作功：w1 = c (T3-T4) =403kJ/kgp燃气轮机装置的轴功w = w1- w =

50、 158kJ/kg q1 = c (T3-T2) = 350kJ/kgcpw=4q111-1 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11(k /( 1)p4 p1k- 0.325MPa=故： 2 = 1( +1)ppp2p1p3 p2()(k-1) / k -1p4T3=20+273=293KT4 = 3(T)(k-1) / k 209Kp3致冷量：q2 = cp (T1-T4) 1.01（263-20

51、9）54.5kJ/kgQp2p1)(k-1) / k 368K致冷剂的质量流量m = 0.43kg/sT2 = 1(Tq2压缩功：w1=c (T2-T1)=106kJ/kgp压缩功率：P1=mw1=45.6kW34/view/d8bd7feda36925c52cc58bd63186bceb19e8edc2.html34/38 4/13/2019工程热力学课后作业答案第五版1 - 百度文库膨胀功：w2=c(T3-T4)=84.8kJ/kgp膨胀功率:P2=mw2=36.5kW循环的净功率:P=P1-P2=9.1KW11-2 空气压缩致冷装置，吸入的空气 p1=0.1MPa，t1=27，绝热压缩到

52、 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=305Kp2)(k-1) / 446KkTT2 = 1(Tp1p4p34 = 3(T)(k-1) / 205Kk致冷量：q2 = c (T1-T4) 1.01（300-205）96kJ/kgp致冷机消耗的净功:W=c(T2-T1)c (T3-T4)=46.5kJ/kgppq2致冷系数： = 2.06w113 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

53、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=1.739kJ/(kgK),p2=1.016MPa,h3=419kJ/kgh2=430kJ/kgh5=h4=256kJ/kg致冷量：q2=h1-h5=386-256=130kJ/kg每小时的制冷量:Q2=mq2=12900kJ/h压缩功：w=h2-h1=430-386=44kJ/kgq2致冷系数: = w =2.95理论功率P=mw=10044/3600=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，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=1000340=340000kJ在lgp-h 图上查各状态点参数。p1=335.7kPap2=1.1686MPah5=h4=343kJ/kgh1=1452kJ/kg s