工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案(第七章)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，各處于什么狀態(tài)并求出該狀態(tài)下的焓值。0.047359MPa。解：查表知道t=80 C時飽和壓力為因此在 0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa時狀態(tài)分別為過熱、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 =1M Pa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'' = 2777

2、kJ/kgh'=762.6 kJ/kgV'' = 0.1943m3/kgu''= h'' - pv''=2582.7 kJ/kgv' = 0.0011274 m3/kgu' = h' - pv'=761.47 kJ/kgs''=6.5847 kJ/(kg.K)hx = xh''+(1-x)h'=2575.6 kJ/kg vx = xv''+(1-x)v'=0.1749 m3/kgux = xu''+(1-x)u&

3、#39;=2400 kJ/kgs' = 2.1382 kJ/(kg.K)sx = xs''+(1-x)s'=6.14 kJ/(kg.K)7-3在V = 60L的容器中裝有濕飽和蒸汽，經(jīng)測定其溫度 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：t = 210 C,干飽和蒸汽的含量v'' = 0.10422m3/kgh'' = 2796.4kJ/kg濕飽和蒸汽的質(zhì)量：h'=897.8 kJ/kgv' = 0.0011726 m3/kg解之得: x=0.53比容：

4、vx = xv''+(1-x)v'=0.0558 m3/kg 焓：hx = xh''+(1-x)h'=1904kJ/kg然后加熱至 200 C試求容器中7 - 4將2kg水盛于容積為0.2m3的抽空了的密閉剛性容器中，(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 o剛性容器中水的比容：1.5551M

5、Pa。=0.1 m3/kg<v'' 因此是濕蒸汽。壓力是飽和壓力干度：=0.78 焓：hx = xh''+(1-x)h'=2364.8kJ/kg蒸汽的質(zhì)量和體積： mv=x X m=0.78 x 2=1.56kgV= mv X v'' = 0.19834m37-5已知8 m3的濕蒸汽，在P = 0.9 MPa時，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/k

6、g v'= 0.0011213m3/kg濕蒸汽的質(zhì)量： 0.759 m3/kg=105.4kg焓：h=mhx = x(h''+(1-x)h')=105.4 X1453.24kJ =1.53 X 103 kJ7-6有一臺采暖鍋爐，每小時能生產(chǎn)壓力P = 1 MPa （絕對、x = 0.95的蒸汽1500kg。當(dāng)蒸汽的流速 c< 25m/s時，管道中的壓力損失可以不計，求輸汽管的內(nèi)徑最小應(yīng) 多？解: P = 1 MPa、x = 0.95 的比容v' = 0.0011274m3/kg查表飽和參數(shù)v'' = 0.1943m3/kg 0.18

7、464 m3/kg蒸汽體積流量：=0.077m3/s輸汽管的半徑最小為=0.0313m內(nèi)徑：0.0626m7-7某空調(diào)系統(tǒng)采用p = 0.3 MPa、x= 0.94的濕蒸汽來加熱空氣。暖風(fēng)機空氣的流量為每小時4000標(biāo)準(zhǔn)3,空氣通過暖風(fēng)機（從0C）被加熱到20 C。設(shè)蒸汽流過暖風(fēng)機后全變?yōu)镻 = 0.3 MPa的凝結(jié)水。求每小時需要多少千克蒸汽（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&

8、#39;'+(1-x)h'=2595.7kJ/kg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 = 120 C的干飽和蒸汽，在定容下冷卻至80 C。求此冷卻過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 m3 t = 80 C的飽和蒸汽參數(shù)v'= 0. 0010292m3/kgv'

9、9; = 3.4104m3/kgh'' = 2643.8kJ/kgh'=334.92 kJ/kgp2=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 , 容器中的壓力穩(wěn)定在p3 = 0.7皿卩3。求（汽傳給環(huán)境的熱量。

10、x = 0.80的濕蒸汽。當(dāng)隔板抽去后，經(jīng)過一段時間1 ）容器的總?cè)莘e及終了時蒸汽的干度；（2）由蒸解：（1）容器的總?cè)莘epA = 0.5 MPa的干飽和蒸汽參數(shù)h'' = 2748.5kJ/kgv'' = 0.37481m3/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/kg h'' = 2777kJ/kgh' = 762.6kJ/kgvB=xv''+(1-x)v'

11、;=0.155 m3/kghB = xh''+(1-x)h'=2374kJ/kguA = 2561.1kJ/kguB = 2219kJ/kgB 占容積： VA=mBv=0.31 m3 總?cè)莘e:V=VA+VB=0.685 m30.760 MPa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)境的熱量終了時的焓：hx = xh''+(1

12、-x)h'=2502kJ/kgux = 2342.4kJ/kg=-193.7 kJ7 - 10將1kgp1=0.6MPa , t1=200 C的蒸汽在定壓條件下加熱到t2=300 C，求此定壓加熱過程加入的熱量和內(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，求此膨脹過程所作的功量。解：查表 p1=0.6MPa，t1=200 Cv1=0.352 m3/kgt2=300 C(u1=2639 kJ/kg )h1=2850kJ/kg 查表 p2=0.6MPa ,h2=3061kJ/kg s2=7.372 kJ/(kg.K) 查表 p3=0.1MPa ,v2=0.4344

13、m3/kg(u2=2801 kJ/kg )s=7.372h3=2680kJ/kg定壓過程加入的熱量和內(nèi)能變化量v3=1.706 m3/kg(u3=2509 kJ/kg )q=h2-h1=211kJ/kg=162 kJ/kg絕熱膨脹過程所作的功量=292 kJ/kgp1=3MPa , t1=450 C ,蒸汽在汽輪機中絕熱膨脹到p2=5kPa后排入（2）若蒸汽在汽輪機中7-11汽輪機進汽參數(shù)為：冷凝器。求：（1）可逆絕熱膨脹時蒸汽的終參數(shù)及汽輪機所作的功；為不可逆絕熱膨脹，引起的熵產(chǎn)為0.25kJ/（kg.K），則汽輪機作的功將為多少?解：查表 p1=3M Pa , t1=450 C的參數(shù)h1=

14、3344kJ/kgs1=7.083 kJ/(kg.K)則絕熱膨脹到P2=5kPa , s2=7.083 kJ/(kg.K)時蒸汽的終參數(shù)t2=32.88 C汽輪機所作的功h2=2160kJ/kgv2=23.52 m3/kg1184 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汽輪機所作的功1108 kJ/kg7-12有一臺工業(yè)鍋爐，每小時能生產(chǎn)壓力 的溫度25 C；從鍋筒引出的濕蒸汽的干度煤的發(fā)熱值為 29400kJ/kg。試求(1)p1=1.4MPa , t1=300 C 的過熱蒸

15、汽x= 0.96 ;濕蒸汽在過熱蒸汽中再加熱至若鍋爐的耗煤量B= 1430kg/h，求鍋爐效率;10t o已知給水300 C ；(2)濕蒸汽在過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的過熱蒸汽的參數(shù)：h1=3040kJ/kgv1 = 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，進入該鍋爐的煙氣溫度為ty1=600 C排煙溫度為 ty2=200 C o此鍋爐每小時可產(chǎn)生 ts=100 C的干飽和蒸汽200kg，鍋爐進水溫度為20 C ,鍋爐效率為 60%o(1)求每小時通過的煙氣量；(2)試將鍋爐中煙氣的放熱過程與蒸汽的吸熱過程定性的表示在同一 t-s圖上。h=2676