工程热力学辅导习题

1、8-1温度t=20C,压力P=O.IMPa,相对湿度申二70%的湿空气2.5m3。求该湿空气的含湿量、水蒸气分压力、露点、水蒸气密度、干空气质量、湿空气气体常数。如该湿空气在压力不变的情况下，被冷却为10C的饱和空气，求析出的水量。解：（1）水蒸气分压力：根据t=20C,查水蒸气表得对应的饱和压力为P=0.0023368MPasp=申p=.7X0.0023368=0.00i63576MPavs含湿量：d=622v=622s=10.34g/kg(a)B-pB-呼vs露点：查水蒸气表，当p=0.00163576MPa时，饱和温度即露点vt=14.35Cv=81.03m3/kg水蒸气密度：P=O.。

2、1234kg/m3v干空气质量：mapVaRTa(105-1635.76)x2.5287x293=2.92kg求湿空气质量m=m(1+0001d)=2.95kga287湿空气气体常数：R=288.8J/(kgK)1-0.378伫105查在t=10C，查水蒸气表得对应的饱和压力为p=1.228kPasp=pvs含湿量：d2=622v=7.73g/kg(a)B-pv析出水量：m=m(d2-d)=7.62gwa8-2温度t=25C，压力p=0.1MPa，相对湿度申=50%的湿空气10000kg。求该湿空气的露点、绝对湿度、含湿量、湿空气密度、干空气密度、湿空气容积。解：水蒸气分压力：根据t=25C，

3、查水蒸气表得对应的饱和压力为p=3.169kPasp=申p=0.5X3.169=1.58kPavs露点：查水蒸气表，当p=1.58kPa时，饱和温度即露点Vt=13.8CtFC,vS=43.36m3/kg绝对湿度：P=9P/v”=0.0115kg/m3vss含湿量：d二622v二622s=9.985g/kg(a)BpBpvsrt287x298湿空气密度.v=-a-(1+0.001606d)=-(1+0.001606x9.985)p105=0.867m3/kg1+0.001d7/P=1.16kg/m3干空气密度：=丄=-=1.15kg/m3v湿空气容积：V=F=1+0.001dV=8600m38

4、-3查表题84压力B为101325Pa的湿空气，在温度11=5C，相对湿度申1=60%的状态下进入加热器，在12=20C离开加热器。进入加热器的湿空气容积为V1=10000m3。求加热量及离开加热器时湿空气的相对湿度。解：查饱和空气状态参数t1=5C，p=872Pa1=s,1t2=20C，p=2.337kPa2=s,2分别计算状态参数：11=5C，申1=60%时P=872X60%=523.2Pav13.2g/kg(a)d1二622Bpv1h1=1.01t1+0.001d1(2501+1.85t1)=1308kj/kg(a)在加热器中是等湿过程：d2=d1=3.2g/kg(a)h2=1.01t2

5、+0.001d2(2501+1.85t2)=2832kj/kg(a)查图得湿空气相对湿度：=73%申2=23%干空气的质量：pVaRTa=12634kg(101325-523.2)x10000287x278加热量：q=m(h2hl)=12634x(28.3213.08)=19Xio5kja85有两股湿空气进行绝热混合，已知第一股气流的V1=15m3/min,t=20C,申1=30%；第二股气流的V2=20m3/min,12=35C,申2=80%。如两股气流的压力均为1013X102Pa，试分别用图解法及计算法求混合后的焓、含湿量、温度、相对湿度。解：图解法略。计算法：查饱和空气状态参数11=2

6、0C,ps1=2.337kPa,h1=31.14kJ/kg(a)12=35C,ps2=5.622kPa,h2=109.4kJ/kg(a)d1=622P1Ps1B-p1ps1=4.37g/kg(a)d2=622=28.9g/kg(a)ma1pV=a1=RT0(1013002337)x15=17.65kg287x293ma2pV=RT0(1013005322)x20=21.75kg287x308焓：mh1+mh202=74.34kJ/kg(a)m+ma1a2md1+md2弋02=17-9g/kg(a)m+m0102查图得：tc=28.5C8-6已知湿空气的h=60kJ/kg(a),t=25C，试用

7、B=0.1013MPa的焓湿图，确定该湿空气的露点、湿球温度、相对湿度、水蒸气分压力。解：露点19C湿球温度20.8C相对湿度69P=3.167kPas水蒸气分压力P=p=2185Pavs8-7在容积V=60C的房间内，空气的温度和相对湿度分别为21C及70%。问空气的总质量及焓kg值各为多少？设当地大气压为B=0.1013MPa。解：空气21C对应的饱和压力：p=2.485kPas水蒸气的分压力：p=p=1.7295kPavs温度21C和相对湿度分别为70%的空气焓：48.77kJ/kg(a)pV(101300-1729.5)x60干空气的质量：叮RT二2887X294=70沁a10.8g/

8、kg(a)空气的含湿量：d=622B-pv空气的总质量：m=m(1+0001d)=71.5kga空气的焓值：mh=70.8X48.77=3452.9kJa8-8将温度11=15C,申1=60%的空气200m3加热到12=35C，然后送入到干燥器。空气在干燥器总与外界绝热的情况下吸收物料总的水份，离开干燥器的相对湿度增至申3=90%。设当地大气压力B=0.1013MPa。试求(1)空气在加热器中的吸热量；(2)空气在干燥器中吸收的水份。解：查表t1=15C，ps1=1.704kPat2=35C，ps,2=5.622kPa计算状态参数：11=15C，91=60%时p=91p=1.02kPav1s1

9、d1=622Pv1B-pv1=6.33g/kg(a)h1=1.01t1+0.001d1(2501+1.85t1)=3115kj/kg(a)在加热器中是等湿过程：d2=d1=6.3g/kg(a)h2=1.01t2+O.OOld2(2501+1.85t2)=515kj/kg(a)查图得湿空气相对湿度申2=18%干空气的质量：pVaRTa=242.6kg(101300-1020)x200287x288加热量：q=m(h2-h1)=4937.8kJa干燥器中是绝热过程h3=h2=51.5kJ/kg(a)由申3=90%查表得d3=12.64g/kg(a)吸收的水份：m=m(d3-d2)=1538.4gw

10、a8-9某空调系统每小时需要t=21C,申c=60%的湿空气12000m3。已知新空气的温度t=5C,申1=80%,cc循环空气的温度12=25C,申2=70%。新空气与循环空气混合后送入空调系统。设当时的大气压力为0.1013MPa。试求(1)需预先将新空气加热到多少度？(2)新空气与循环空气的流量各为多少(kg/h)?解：已知：11=5C,申1=80%,12=25C,申2=70%查h-d图可得：h1=15.86kJ/kg(a)d1=4.32g/kg(a),h2=60.63kJ/kg(a)d2=13.93g/kg(a)求t=21C,申c=60%的水蒸气分压力hc=44.76kJ/kg(a),

11、dc=9.3g/kg(a),p=2.485kPa,p=1.49kPa,ccs1v1pV(101300-1490)x12000求干空气质量：ma=乔=287x294=14195kg/ha根据混合空气的焓和含湿量计算公式可得：ma1=6839kg/hma2=7356kg/hh=27.7kJ/kg(a)根据d=d1=4.32g/kg(a)查图得t=17C8-10为满足某车间对空气温度及相对湿度的要求，需将ti=10C,申1=30%的空气加热加湿后再送入车间，设加热后空气的温度12=21C,处理空气的热湿比e=3500。试求空气终了时的状态参数d2、h2、申2。解：由11=10C,申1=30%,e=3

12、500查图得：h2=56kJ/kg(a),d2=13.5g/kg(a),申2=85%8-11某空调系统每小时需要12=21C,申2=60%的湿空气若干(其中干空气质量ma=4500kg/h)。现将室外温度11=35C,申1=70%的空气经处理后达到上述要求。(1)求在处理过程中所除去的水分及放热量；(2)如将35C的纯干空气4500kg冷却到21C，应放出多少热量。设大气压力B=101325Pa。解：(1)查h-d图12=21C,申2=60%11=35C,申1=70%得h1=99.78kJ/kg(a)d1=25.17g/kg(a)h2=44.76kJ/kg(a)d2=9.3g/kg(a)处理过

13、程除去的水分m=m(d1-d2)=71.4kg/hwa放热量：q=m(h1-h2)=247.6kJ/ha(2)将35C的纯干空气4500kg冷却到21C，放出热量q=mc(t1一12)=63630kJap8-12已知湿空气的温度t=18C,露点t=8C，试求相对湿度、绝对湿度及含湿量。如将上述湿空气加热d至40C，其相对湿度、绝对湿度有何变化？如将其冷却至饱和状态，求其相对湿度与绝对湿度。当时大气压力为0.1013MPa。解：(1)查图得：91二52%vs=65.08m3/kg91P1=申1xp=0.008kg/m3v1svsdl二622pvlBpv1-6.7g/kg(a)(2)相对湿度92=

14、14%=19.5m3/kg申2=0.0072kg/m3(3)冷却至饱和状态93=100%饱和温度为8Cv=120.9m3/kgs绝对湿度Ps=0.00827kg/m38-13冷却塔中水的温度由38C被冷却至23C,水流量100X103kg/h。从塔底进入的湿空气参数为温度15C,相对湿度50%,塔顶排出的是温度为30C的饱和空气。求需要送入冷却塔的湿空气质量流量和蒸发的水量。若欲将热水(38C)冷却到进口空气的湿球温度，其他参数不变，则送入的湿空气质量流量又为多少？设大气压力B=101325Pa。解：查h-d图ti=15C,申1=50%12=30C,申2=100%得h1=28.45kJ/kg(

15、a)d1=5.28g/kg(a)h2=99.75kJ/kg(a)d2=27.2g/kg(a)由t3=38C和t4=23C，取水的平均定压比热cpm=4.1868kJ/(kg.K)水的焓值：h=159.1kJ/kgw3hw4=96.3kJ/kg干空气的质量：m(h-h)=90.7X103kg(a)/hm=w3w3w4a(h2-hl)-h(d2-d1)x10-3w4送入湿空气的质量m=m(1+O.OOl/l)=91.2X103kg/ha蒸发的水量m二m(d2dl)x10-3=1988kg/hwa2)查图湿球温度为9.7C，hw4=40.6kJ/kgm(h-h)=168.3X103kg(a)/hmw3w3w4a(h2-hl)-h(d2-dl)x10-3w4送入湿空气的质量m=m(l+.ldl)=169.2X103kg/h814某