工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案第五版

1、7-1當(dāng)水的溫度t=80 C,壓力分別為 0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa時(shí)，各處于什么狀態(tài)并 求出該狀態(tài)下的焓值。解：查表知道 t=80 C時(shí)飽和壓力為 0.047359MPa。因此在0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa時(shí)狀態(tài)分別為過(guò)熱、未飽和、未飽和，未飽和、未飽和。焓值分別為 2649 .3kJ/kg ， 334.9 kJ/kg ， 335 kJ/kg ， 335.3 kJ/kg ， 335.7 kJ/kg。7 2已知濕蒸汽的壓力 p=1MPa干度x=0.9。試分別用水蒸氣表和h-s圖求出hx, vx, ux,sx。解：查表得：h''= 2777kJ/

2、kgv''= 0.1943m3/kgu''= h'' pv''=2582.7 kJ/kg s''=6.5847 kJ/(kg.K)hx= xh''+(1-x)h'=2575.6 kJ/kgvx= xv''+(1-x)v'=0.1749 m3/kg ux= xu''+(1-x)u'=2400 kJ/kgsx= xs''+(1-x)s'=6.14 kJ/(kg.K)h'=762.6 kJ/kgv' = 0.0

3、011274 m3/kg u' = h' pv'=761.47 kJ/kg s'= 2.1382 kJ/(kg.K)7-3在V = 60L的容器中裝有濕飽和蒸汽，經(jīng)測(cè)定其溫度t = 210 C,干飽和蒸汽的含量v''= 0.10422m3/kg h'' = 2796.4kJ/kg 濕飽和蒸汽的質(zhì)量：mv=0.57kg，試求此濕蒸汽的干度、比容及焓值。 解：t = 210 C的飽和汽和飽和水的比容分別為：v' = 0.0011726 m3/kgh'=897.8 kJ/kg解之得：x=0.53比容：vx= xv'

4、;'+（1-x）v'=0.0558 m3/kg焓：hx= xh''+（1-x）h'=1904kJ/kg7 4將2kg水盛于容積為0.2m3的抽空了的密閉剛性容器中，然后加熱至200 C試求容器中（1）壓力；（2）焓；（3）蒸汽的質(zhì)量和體積。解：（1 ）查200 C的飽和參數(shù)h'' = 2791.4kJ/kgh'=852.4 kJ/kgv''= 0.12714m3/kg v'= 0.0011565m3/kg飽和壓力 1.5551MPa。剛性容器中水的比容：=0.1 m3/kg<v''因此

5、是濕蒸汽。壓力是飽和壓力 1.5551MPa。干度：=0.78焓：hx= xh''+（1-x）h'=2364.8kJ/kg蒸汽的質(zhì)量和體積：mv=xx m=0.78 x 2=1.56kgV= mvx v''= 0.19834m37-5已知8 m3的濕蒸汽，在p = 0.9 MPa時(shí)，其濕度（1 x）= 0.65，求此濕蒸汽的質(zhì)量與 焓。解：p= 0.9 MPa的飽和參數(shù)h'' = 2773kJ/kgh'=742.6 kJ/kgv''= 0.21484m3/kg v'= 0.0011213m3/kg濕蒸汽的質(zhì)

6、量：0.0759 m3/kg=105.4kg焓：h=mhx = x(h''+(1-x)h')=105.4 X 1453.24kJ =1.53X 103 kJ7-6有一臺(tái)采暖鍋爐，每小時(shí)能生產(chǎn)壓力p= 1 MPa (絕對(duì))、x= 0.95的蒸汽1500kg。當(dāng)蒸汽的流速c< 25m/s時(shí)，管道中的壓力損失可以不計(jì)，求輸汽管的內(nèi)徑最小應(yīng)多大？解：p= 1 MPa、x= 0.95 的比容查表飽和參數(shù) v'' = 0.1943m3/kgv'= 0.0011274m3/kg0.18464 m3/kg蒸汽體積流量：=0.077m3/s輸汽管的半徑最小為

7、=0.0313m內(nèi)徑： 0.0626m7-7某空調(diào)系統(tǒng)采用 p= 0.3 MPa、x= 0.94的濕蒸汽來(lái)加熱空氣。暖風(fēng)機(jī)空氣的流量為每小 時(shí)4000標(biāo)準(zhǔn)m3,空氣通過(guò)暖風(fēng)機(jī)(從 0C)被加熱到120C。設(shè)蒸汽流過(guò)暖風(fēng)機(jī)后全部變 為p = 0.3 MPa的凝結(jié)水。求每小時(shí)需要多少千克蒸汽(視空氣的比熱為定值)。解：空氣吸收的熱量：=619000kJ/hp = 0.3 MPa的飽和參數(shù)：h'' = 2725.5kJ/kgh'=561.4 kJ/kgp = 0.3 MPa、x= 0.94 蒸汽的焓hx= xh''+(1-x)h'=2595.7kJ/k

8、g需要蒸汽304.28 kg /h法二：濕蒸汽中起加熱作用的僅為干飽和蒸汽=306.6 kg /h7-8氣缸中盛有0.5kg、t= 120C的干飽和蒸汽，在定容下冷卻至80C。求此冷卻過(guò)程中蒸汽放出的熱量。解：t = 120 C的干飽和蒸汽參數(shù)：v''= 0.89202m3/kg h'' = 2706.6kJ/kgp1=0.19854MPa容積： V=mv''=0.44601 m3t = 80 C的飽和蒸汽參數(shù)v'= 0. 0010292m3/kgv''= 3.4104m3/kgh'' = 2643.8kJ

9、/kgh'=334.92 kJ/kg p2=0.047359MPa比容：=0.89202 m3/kg干度：=0.26焓：hx= xh''+(1-x)h'=935.2kJ/kg放出的熱量： q=m(h''120-hx-vx(p2-p1)=817 kJ7 9有一剛性容器，用一薄板將它分隔為A、B兩部分。在A中盛有1kg、壓力pA = 0.5 MPa的干飽和蒸汽，B中盛有2kg pB= 1 MPa, x= 0.80的濕蒸汽。當(dāng)隔板抽去后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間 容器中的壓力穩(wěn)定在p3= 0.7 MPa。求(1)容器的總?cè)莘e及終了時(shí)蒸汽的干度；(2)由蒸汽傳給環(huán)境

10、的熱量。解：( 1 )容器的總?cè)莘epA = 0.5 MPa的干飽和蒸汽參數(shù)v''= 0.37481m3/kgh'' = 2748.5kJ/kguA= 2561.1kJ/kgA 占容積：VA=mAv''=0.37481 m3pB= 1 MPa的飽和蒸汽參數(shù)v''= 0.1943m3/kg v' = 0.0011274m3/kgh'' = 2777kJ/kgh' = 762.6kJ/kgvB=xv''+(1-x)v'=0.155 m3/kghB= xh''+(1-

11、x)h'=2374kJ/kguB= 2219kJ/kgB 占容積： VA=mBv=0.31 m3總?cè)莘e :V=VA+VB=0.685 m30.7MPa 的飽和蒸汽參數(shù)v''= 0.27274m3/kg v' = 0.0011082m3/kgh'' = 2762.9kJ/kgh' = 697.1kJ/kg蒸汽比容： 0.228 m3/kg蒸汽干度：=0.84(2)由蒸汽傳給環(huán)境的熱量終了時(shí)的焓：hx= xh''+(1-x)h'=2502kJ/kgux= 2342.4kJ/kg=-193.7 kJ7 10將1kgp1=

12、0.6MPa , t仁200 C的蒸汽在定壓條件下加熱到 t2=300 C,求此定壓加熱過(guò)程 加入的熱量和內(nèi)能的變化量。若將此蒸汽再送入某容器中絕熱膨脹至p3=0.1MPa,求此膨脹過(guò)程所作的功量。解：查表 p1=0.6MPa， t1=200Ch1=2850kJ/kgv1=0.352 m3/kg (u1=2639 kJ/kg)查表 p2=0.6MPa， t2=300Ch2=3061kJ/kgv2=0.4344 m3/kgs2=7.372 kJ/(kg.K) (u2=2801 kJ/kg) 查表 p3=0.1MPa， s=7.372h3=2680kJ/kgv3=1.706 m3/kg(u3=25

13、09 kJ/kg)定壓過(guò)程加入的熱量和內(nèi)能變化量q=h2-h1=211kJ/kg=162 kJ/kg絕熱膨脹過(guò)程所作的功量=292 kJ/kg7-11汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)為：p1=3MPa, t1=450 C,蒸汽在汽輪機(jī)中絕熱膨脹到p2=5kPa后排入冷凝器。求：( 1)可逆絕熱膨脹時(shí)蒸汽的終參數(shù)及汽輪機(jī)所作的功；(2)若蒸汽在汽輪機(jī)中為不可逆絕熱膨脹，引起的熵產(chǎn)為0.25kJ/(kg.K)，則汽輪機(jī)作的功將為多少？解：查表 p1=3MPa , t1=450 C的參數(shù) h1=3344kJ/kgs1=7.083 kJ/(kg.K)則絕熱膨脹到 p2=5kPa， s2=7.083 kJ/（kg.K）時(shí)

14、蒸汽的終參數(shù)t2=32.88 Ch2=2160kJ/kgv2=23.52 m3/kg汽輪機(jī)所作的功1184 kJ/kg（2）不可逆絕熱膨脹后的熵為s3=7.083 +0.25= 7.333kJ/（kg.K）p3=5kPa 蒸汽的終參數(shù)： h3=2236kJ/kg汽輪機(jī)所作的功 1108 kJ/kg7-12有一臺(tái)工業(yè)鍋爐，每小時(shí)能生產(chǎn)壓力 p1=1.4MPa, t1=300 C的過(guò)熱蒸汽10t。已知給水 的溫度25 C ;從鍋筒引出的濕蒸汽的干度x= 0.96 ;濕蒸汽在過(guò)熱蒸汽中再加熱至300 C；煤的發(fā)熱值為 29400kJ/kg。試求（1）若鍋爐的耗煤量B= 1430kg/h，求鍋爐效率；

15、（2）濕蒸汽在過(guò)熱器中所吸收的熱量及內(nèi)能的變化量。解：（ 1 ）煤的總發(fā)熱量 42.042MkJ/hp1=1.4MPa, t1=300 C的過(guò)熱蒸汽的參數(shù)：h1=3040kJ/kg v1=0.1823m3/kg取水為定值比熱，其的焓值：h0= 25 X 4.1868 = 104 kJ/kg單位蒸汽吸熱量： q=h1-h0=2936 kJ/kg總吸熱量： 29.36 MkJ/h鍋爐效率： 69.84（2）濕蒸汽的參數(shù)v2=0.136 m3/kgh2= 2708kJ/kg定壓過(guò)程吸收的熱量q=m（h1-hx）= 3.32MkJ內(nèi)能的變化 :=2.65MkJ7-13有一廢熱鍋爐，進(jìn)入該鍋爐的煙氣溫度為ty仁600 C排煙溫度為ty2=200 C。此鍋爐每小時(shí)可產(chǎn)生ts=100 C的干飽和蒸汽 200kg，鍋爐進(jìn)水溫度為 20C，鍋爐效率為 60%。（1） 求每小時(shí)通過(guò)的煙氣量; （2）試將鍋爐中煙氣的放熱過(guò)程與蒸汽的吸熱過(guò)程定性的表示在同 一 t-s 圖上。解：ts=