习习题解答-北科大

1、年我国生产原煤亿t、原油亿t、发电1万亿kW·h。上述数据各折合若干标准煤解：原煤亿t： ×5000/7000=亿tCe原油亿t： ×10000/7000=亿tCe发电1万亿kW·h： 10000×1000=亿tCe 1-10.根据我国能源结构,1992年水电折合一次能源的总产量为万t（标准煤）,火电二次能源的总能耗为万t（标准煤）。问： （1）若发电标准煤消耗按（kW·h）计，则水电、火电的年发电量各为多少kW·h（2）若发电设备的年平均工作时间为5700h，则水电、火电的装机容量各为多少kW解：（1）水电： ×

2、107/=×1011kW·h火电： ×107/=×1011kW·h（2）水电：×1011/5700=×107kW火电：×1011/5700=×108kW 1-12.一台风机的供风量为 7800 m/h,风压为12000 Pa，消耗电能为36 kW。试计算风机的能量利用率（风机效率）及能源利用率(相对一次能源的利用率)，发电标准煤耗按（kW·h）计。解：能量利用率（风机效率）：12000×7800/36000/3600=%能源利用率（相对一次能源的利用率）：×3600/2930

3、7=% 2-15. 在环境温度为27条件下，将压力为 1bar、温度为127的 1kg空气可逆定压加热至427，试求加热量中的和。如果加热量由500的恒温热源放出,则热量中的和又为若干设空气的定压比热容。解：（1）q=CP(T2-T1)=kganq=q-exq=kg（2）anq=q-exq=kg 2-16. 利用水蒸气表,计算下列参数的水蒸气、水和冰的值。设环境温度为25,冰的凝固热为 kJ/kg。 序号 状态 p,bar t, h, kJ/kg s, kJ/kgK ex ,kJ/kg 0 水 250 1 汽 200 2 汽 200 3 汽 4 水 5 水 40 6 冰 0解：结果如表中。其中

4、（0）（5）根据查得的焓熵值采用ex=(h-h0)-T0(s-s0)公式可直接算得结果，（6）的计算如下：h6冰=h6水 - r= kgs6冰=s6水 - r/Tr= kgKex6=(h-h0)-T0(s-s0)= kg 2-21. 一台实际空气绝热透平，进口压力p1 = 6bar、温度t1 =200、流速v1 =160 m/s；出口压力p2 =1bar、温度t2 =40、流速v2 =80 m/s。已知环境压力p0 = 1bar、温度t0 =290。试求：（1）进、出口状态下流动工质的与；（2）透平所作的实际有用功；（3）透平在上述进、出口状态下可能作出的最大有用功是多少解：（1）ex1=+=

5、kgan1= kJ/kgex2=+0+= kJ/kgan2= kJ/kg（2）（3） 2-22. 一台压缩机将空气从环境状态等温压缩到p=7bar。试求压缩1kg空气所获得的有效能。如果为非等温压缩,空气温度升高到80.求空气所获得的有效能。空气的比热容为（kg·）。解：（1）（2） 2-24. 计算每摩尔含氧为95%及%的气体(其余为氮)的值分别为多少设环境温度为20。空气成分为xO2 =21%,xN2 =79%。解：exm1=mol exm2=mol 2-30. 钢锭在加热炉中的氧化烧损率为% ,氧化皮的组成及分子量如下： FeO Fe2O3 Fe3O4 质量分数 相对分子质量

6、72 160 232试求加热每吨钢锭的氧化反应为多少。解：加热每吨钢锭生成氧化铁皮量：1000×/×56/72+×112/160+×168/252)=加热每吨钢锭的氧化反应：×1000×72×+160×+252×=27215kJ 2-31. 某燃烧器以重油为燃料.已知重油的低发热量为42000kJ/kg,理论空气量为L0=kg,理论燃烧产物量为V0=kg。重油温度为80,比热容为(kg·)。空气比热容为(m3·),烟气比热容为(m3·)。环境温度为20。试求下列三种情况下的每

7、公斤燃料的燃烧损失。 空气系数 n=,空气未预热。 空气系数 n=,空气未预热。 空气系数 n=,预热空气温度为350。解：（1）VG=V0+(n-1)L0=kgtad=t0+Qdw+CF(tF-t0)/VGCG=（2）VG= kg tad= Ir=12886kJ/kg（3）VA=Ln=nL0= m3/kg VG=kgtad=t0+Qdw+CF(tF-t0)+VACA(tA-t0)/VGCG= 2-35. 一台空气预热器通过的烟气流量为Vy =14000m3/h,进口温度 ty1 =600, 出口温度 ty2 =290。通过的空气量为 Vk =13500 m3/h,进口温度 tk1 =20,

8、出口温度 tk2 =350.烟气的比热容为 Cy =（m3·）,空气的比热容为 Ck =(m3·),假设环境温度为20.计算换热器的 热损失； 损失； 效率。解：（1）=14000××（600290）×106 kJ/h=13500××（35020）×106 kJ/h热损失：×105 kJ/h（2）×106 kJ/h×106 kJ/h损失：×106 kJ/h其中外部损失：×105 kJ/h 内部损失：×106 kJ/h上式中：= =（3）一般效率：36目的效

9、率：52传递效率：66 2-37. 由通风机和换热器组成的空气加热系统如图所示。风机消耗的功率为 P=,环境空气温度 T0 =285K,其它各点的参数如表所示。试求：通风机的损失；换热器的损失；换热器中空气侧压力损失；该系统的效率 （题2-37附图） 0 1 2 3 4 t/ 12 16 55 70 48 p/ MPa - - m / kg/s Cp / kJ(kg·K)-1 种 类 空 气 水解：（1）kg=P-maex1=（2） kJ/kg kJ/kg kJ/kg=ma(ex1-ex2)+mw(ex3-ex4)=（3）（4）% 2-40. 某工业炉排出烟气量 V=4027m3/h

10、,温度为 t1 =800,比热为Cp =(m3·)。车间另需消耗冷却水 M =56 t/h,出口温度 t2 =40.试比较两种余热资源的余热量和量。设环境温度为20。解：Q1VCP(t1-t0)=×106kJ/h×106kJ/hQ2MCs(t2-t0)=×106kJ/h×105kJ/h比较：Q1Q2，Ex1Ex2 2-41. 一台加热炉每小时消耗600kg重油，将12吨钢坯加热到1200。试根据下列数据作简化的加热炉热平衡和平衡计算。已知数据如下： 重油发热量 41860 kJ/kg 排烟温度 800 烟气平均比热容 kJ/(m3·)

11、 钢坯平均比热容 kJ/(kg·) 炉内壁平均温度 900 环境温度 20解：理论空气需要量和理论烟气生成量按近似公式计算如下： m3/kg m3/kg空气过剩系数按n=计算，则Vn=V0+(n-1)L0=kgA.热平衡：收入项：（1）QF=BQdw=×107kJ/h支出项：（21）Qm=MmCPm(Tm-T0)=×106kJ/h（22）Qy=BVnCPy(ty-t0)=×106kJ/h（23）其他散热损失：Qs=QF-(Qm+Qy)=×106kJ/hB.平衡：收入项：（51）ExFBQdw=×107kJ/h支出项：（71）Exm=MmCPm(Tm-T0) =×106kJ/h（72）Exy=BVnCPy(Ty-T0)=×