化工热力学习题6.pdf

欢迎大家来到欢迎大家来到共享资源共享资源 会员 会员 newsusan 第六章 蒸汽动力循环和制冷循环 第六章 蒸汽动力循环和制冷循环 一 选择题 共43小题 43分 一 选择题 共43小题 43分 1 1分 对同一朗肯循环装置 如果提高蒸汽的过热度 则其热效率 A 有所提高 乏气干度下降 B 不变 乏气干度增加 C 有所提高 乏气干度增加 D 热效率和干度都不变 2 1分 节流效应T P图上转化曲线是表示 的轨迹 A j 0 B j0 3 1分 对同一朗肯循环装置 如果提高蒸汽的过热度 则其热效率 A 有所提高 乏气干度下降 B 不变 乏气干度增加 C 有所提高 乏气干度增加 D 热效率和干度都不变 4 1分 14 节流效应T P图上转化曲线是表示 的轨迹 A j 0 B j0 5 1分 理想的Rankine循环工质是在汽轮机中作 膨胀 A 等温 B 等压 C 等焓 D 等熵 6 1分 节流膨胀的过程是不计流体位差等速度变化 可近似看作 过程 A 等温 B 等压 C 等焓 D 等熵 7 1分 流体作节能膨胀时 当 J 0 节流后温度 A 升高 B 降低 C 不变 8 1分 气体经过稳流绝热过程 对外作功 如忽略动能和位能变化 无摩擦损失 则此过程 气体焓值 A 增加 B 减少 C 不变 D 不能确定 9 1分 Rankine循环是由锅炉 过热器 汽轮机 冷凝器和水泵组成 A 正确 B 错误 10 1分 吸收式制冷将热由低温物体向高温物体 冷凝器置于低温空间 A 正确 B 错误 11 1分 蒸汽压缩制冷中蒸发器置于高温空间 冷凝器置于低温空间 A 正确 B 错误 12 1分 单级蒸汽压缩制冷是由冷凝器 节流阀 蒸发器 过热器组成 A 正确 B 错误 13 1分 在相同的温度区间工作的制冷循环 制冷系数以卡诺循环为最大 A 正确 B 错误 14 1分 吸收式制冷采用吸收器 解吸器 溶液泵和换热器 替代蒸汽压缩制冷装置中的压缩 机构成 A 正确 B 错误 15 1分 热泵的工作目的是供热 有效的利用低品味的能量 因此热泵的工作原理循环过程不 同于制冷装置 Thank you for your support 会员 会员 newsusan for berg 欢迎大家来到欢迎大家来到共享资源共享资源 会员 会员 newsusan A 正确 B 错误 16 1分 冬天 使室温由10 升至20 空调比电加热器更省电 A 正确 B 错误 17 1分 关于制冷原理 以下说法不正确的是 A 任何气体 经等熵膨胀后 温度都会下降 B 只有当 0 TJ 经节流膨胀后 气体温度才会降低 C 在相同初态下 等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大 D 任何气体 经节流膨胀后 温度都会下降 18 1分 作为朗肯循环改进的回热循环是从汽轮机 即蒸汽透平机 中抽出部分蒸汽去 A 锅炉加热锅炉进水 B 回热加热器加热锅炉进水 C 冷凝器加热冷凝水 D 过热器再加热 19 1分 某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器中因冷却介质改变 比原冷凝压力下的饱和温度 低了5度 则制冷循环 A 冷量增加 功耗不变 B 冷量不变 功耗减少 C 冷量减少 功耗减小 D 冷量增加 功耗增加 20 1分 关于制冷循环 下列说法不正确的是 A 冬天 空调的室外机是蒸发器 B 夏天 空调的室内机是蒸发器 C 冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由冷凝器吸收的热提供的 D 冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由蒸发器吸收的热提供的 21 1分 对于蒸汽动力循环要提高热效率 可采取一系列措施 以 下 说 法 不 正 确 的 是 A 同一Rankine循环动力装置 可提高蒸气过热温度和蒸汽压力 B 同一Rankine循环动力装置 可提高乏气压力 C 对Rankine循环进行改进 采用再热循环 D 对Rankine循环进行改进 采用回热循环 22 1分 某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器中固冷却介质改变 比原冷凝压力下得饱 和温度低了5 则循环获得的 A 冷量增加 功耗增强 B 冷量不变 功耗减小 C 冷量减小 功耗降低 D 冷量增加 功耗不变 23 1分 吸收式制冷循环中解吸器 换热器 吸收器和泵这一系统的作用相当于另一类制冷循 环的 A 节流阀 B 膨胀机 C 压缩机 24 1分 对于蒸汽动力循环要提高热效率 可采取一系列措施 以 下 说 法 不 正 确 的 是 A 同一Rankine循环动力装置 可提高蒸气过热温度和蒸汽压力 B 同一Rankine循环动力装置 可提高乏气压力 C 对Rankine循环进行改进 采用再热循环 D 对Rankine循环进行改进 采用回热循环 25 1分 关于制冷原理 以下说法不正确的是 A 任何气体 经等熵膨胀后 温度都会下降 Thank you for your support 会员 会员 newsusan for berg 欢迎大家来到欢迎大家来到共享资源共享资源 会员 会员 newsusan B 只有当 0 TJ 经节流膨胀后 气体温度才会降低 C 在相同初态下 等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大 D 任何气体 经节流膨胀后 温度都会下降 26 1分 一封闭体系经过一变化 体系从25 恒温水浴吸收热量8000kJ 体系熵增25kJ K 则 此过程是 A 可逆的 B 不可逆的 C 不可能的 27 1分 作为朗肯循环改进的回热循环是从汽轮机 即蒸汽透平机 中抽出部分蒸汽去 A 锅炉加热锅炉进水 B 回热加热器加热锅炉进水 C 冷凝器加热冷凝水 D 过热器再加热 28 1分 某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器中因冷却介质改变 比原冷凝压力下的饱和温度 低了5度 则制冷循环 A 冷量增加 功耗不变 B 冷量不变 功耗减少 C 冷量减少 功耗减小 D 冷量增加 功耗增加 29 1分 某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器中固冷却介质改变 比原冷凝压力下得饱 和温度低了5 则循环获得的 A 冷量增加 功耗增强 B 冷量不变 功耗减小 C 冷量减小 功耗降低 D 冷量增加 功耗不变 30 1分 相同的压力下 对外作功的绝热膨胀比节流膨胀温度降低程度 A 大 B 小 C 相同 31 1分 制冷剂进入压缩机时的状态是 A 流体 B 汽液混合状态 C 饱和蒸汽或过热蒸汽 32 1分 评价蒸汽压缩制冷循环的技术经济指标是 A 单位制冷量 B 制冷剂每小时循环量 C 压缩机消耗功率 D 制冷系数 33 1分 蒸汽压缩制冷循环的性能与制冷剂的热力学性质密切相关 下列哪个条件不符合制冷 剂选择要求 A 沸点低 B 冷凝压力低 C 汽化潜热大 D 较低的临介温度 34 1分 30 吸收式制冷是消耗 而实现制冷的目的 A 功 B 热能 C 机械能 35 1分 如当地冷却水温度为常年18 则氨制冷循环的冷凝温度应选 A 18 B 8 C 28 D 48 36 1分 如被冷物系要求达 15 则制冷循环中氨的适宜蒸发温度为 A 15 B 10 C 20 D 45 37 1分 关于制冷原理 以下说法不正确的是 A 任何气体 经等熵膨胀后 温度都会下降 B 只有当 0 TJ 经节流膨胀后 气体温度才会降低 C 在相同初态下 等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大 D 任何气体 经节流膨胀后 温度都会下降 38 1分 某真实气体流过节流阀 其参数变化为 A S 0 B T 0 Thank you for your support 会员 会员 newsusan for berg 欢迎大家来到欢迎大家来到共享资源共享资源 会员 会员 newsusan C H 0 D U 0 39 1分 蒸汽压缩制冷循环过程中 制冷剂蒸发吸收的热量一定 制冷剂冷 却和冷凝放出的热量 A 大于 B等于 C小于 40 1分 评价蒸汽动力循环的经济性指标是热效率和汽耗率 热耗率越高 汽耗率越高 A 正确 B 错误 41 1分 对膨胀作功过程 等熵效率的定义是不可逆绝热过程的作功量与可逆绝热过程的作功 量之比 A 正确 B 错误 42 1分 关于制冷原理 以下说法不正确的是 A 任何气体 经等熵膨胀后 温度都会下降 B 只有当 0 TJ 经节流膨胀后 气体温度才会降低 C 等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大 适合大 中型气体液化 后者适合普冷循环 小型深冷 D 节流膨胀在汽液两相区 液相区均可用 设备简单 操作方便 等熵膨胀使用时不能有 液滴 设备复杂 E 任何气体 经节流膨胀后 温度都会下降 43 1分 关于制冷原理 以下说法不正确的是 A 任何气体 经等熵膨胀后 温度都会下降 B 只有当 0 TJ 经节流膨胀后 气体温度才会降低 C 等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大 适合大 中型气体液化 后者适合普冷循环 小型深冷 D 节流膨胀在汽液两相区 液相区均可用 设备简单 操作方便 等熵膨胀使用时不能有 液滴 设备复杂 E 任何气体 经节流膨胀后 温度都会下降 二 填空题 共2小题 2分 二 填空题 共2小题 2分 1 1分 工业上常用的两种制冷循环是 和 三 判断题 共2小题 2分 三 判断题 共2小题 2分 1 1分 冬天 使室温由10 升至20 空调比电加热器更省电 2 1分 p V图只能显示所作的功 而T S图既显示体系所吸取或释放的热量 又显示体系所 作的功 所以温熵图在蒸汽动力循环和冷冻循环广泛使用 四 名词解释 共2小题 2分 四 名词解释 共2小题 2分 1 1分 提高汽轮机的进汽温度和进汽压力可以提高蒸汽动力循环效率 A 正确 B 错误 Thank you for your support 会员 会员 newsusan for berg 欢迎大家来到欢迎大家来到共享资源共享资源 会员 会员 newsusan 2 1分 气体从高压向低压作绝热膨胀时 膨胀后气体的压力温度必然降低 A 正确 B 错误 五 简答题 共3小题 16分 五 简答题 共3小题 16分 1 5分 理想朗肯Rankine循环有哪四个设备组成 简述该循环的工作原理 必要时可以画图说 明 2 6分 简述氨压缩制冷循环主要步骤和设备 可用图说明 六 计算题 共21小题 265分 六 计算题 共21小题 265分 1 18分 有一氨压缩制冷循环装置 其制冷量为80000kJ hr 氨的蒸发温度是 243K 经可逆绝热压缩后 冷凝至303K 过冷到298K 再经节流阀节流后 回蒸 发器 请 1 在T S 图上表示此循环过程 4分 2 计算压缩机消耗的功率 kw 4分 3 计算制冷系数 4分 4 如压缩过程不是可逆绝热压缩 等熵效率 S 0 8 其余条件不变 试计算压 缩机消耗的功率 kw 和此装置制冷系数 并在 1 的T S 图上 标出此过程 6 分 已知压缩机进出口处氨的焓分别是 1644 kJ kg和 1966 kJ kg 冷凝器出口过冷氨的 焓是 540 kJ kg 2 20分 设一制冷能力 冷冻量 为50000 kJ h带节流阀的氨冷冻循环装置 蒸发温度 15 C 冷凝温度25 C 过冷度为5 C 假设压缩机绝热不可逆运行 其等熵效率为80 求 1 在T S图上表示此循环过程 5分 2 每小时制冷剂的循环量 5分 3 压缩机功耗 5分 4 循环制冷系数 5分 已知压缩机进口处氨的焓为1644 kJ kg 如果经可逆绝热压缩出口处 氨的焓为1866 kJ kg 冷凝器出口过冷氨的焓是 514 6 kJ kg 3 12分 设一制冷能力 冷冻量 为41800 kJ h带节流阀的氨冷冻循环装置 蒸发温度 15 C 冷凝温度25 C 过冷度为5 C 假设压缩机绝热不可逆运行 其等熵效率为80 求 1 在T S图上表示此循环过程 3分 2 每小时制冷剂的循环量 3分 3 压缩机功耗 3分 4 循环制冷系数 3分 已知压缩机进口处氨的焓为1644 kJ kg 如果经可逆绝热压缩出口处氨的焓为1866 kJ kg 冷凝器出口过冷氨的焓是 514 6 kJ kg 5 13分 13分 设有一制冷能力 冷冻量 为41800 kJ h的氨冷冻循环装置 蒸发温度 15 冷凝温度25 过冷度为5 假设压缩机可逆绝热运行 膨胀为节流 等焓 过程 求 1 在T S图上表示此循环过程 2 每小时制冷剂的循环量 3 压缩机功耗 Thank you for your support 会员 会员 newsusan for berg 欢迎大家来到欢迎大家来到共享资源共享资源 会员 会员 newsusan 4 循环制冷系数 已知压缩机进出口处氨的焓分别为1644 kJ kg 1866 kJ kg 冷凝 器出口过冷氨的焓是 514 6 kJ kg 6 12分 12分 在T S图上画出下列各过程所经历的途径 注明起点和方向 并说明过程特 点 如 G 0 1 饱和液体节流膨胀 2 饱和蒸汽可逆绝热膨胀 3 从临界点开始的等温压缩 4 过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体 压力变化可忽略 7 8分 某人称其设计了一台热机 该热机消耗热值为42000kJ kg 1的燃料30kg h 1 可以产 生的输出功率为170kW 该热机的高温与低温热源分别为670K和330K 试判断此热机是否合理 8 12分 某动力循环的蒸汽透平机 进入透平的过热蒸汽为2 0MPa 400 排出的气体为 0 035MPa饱和蒸汽 若要求透平机产生3000kW功率 问每小时通过透平机的蒸汽流量是多少 其热力学效率是等熵膨胀效率的多少 假设透平机的热损失相当于轴功的5 9 12分 有一氨压缩制冷循环装置 其制冷量为100000kJ hr 氨的蒸发温度是243K 经可逆绝热压缩后 冷凝至303K 过冷到298K 再经节流阀节流 回蒸发器 试计 算 1 在T S图上表示此循环过程 2 每kg氨制冷量 3 单位时间制冷剂的循环量和压缩机理论功率 kw 4 制冷系数 已知压缩机进出口处氨的焓分别是1644 kJ kg和1966 kJ kg 冷凝器出口过冷氨 的焓是540 kJ kg 10 12分 12分 在T S图上画出下列各过程所经历的途径 注明起点和方向 并说明过程 特点 如 G 0 1 饱和液体节流膨胀 2 饱和蒸汽可逆绝热膨胀 3 从临界点开始的等温压缩 4 过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体 压力变化可忽略 11 12分 有一氨压缩制冷循环装置其制冷能力为100000kJ h 氨蒸发温度是243 K 蒸发器出 口的氨饱和蒸汽经可逆绝热压缩 冷凝到303K 过冷到298K 再经节流伐等焓膨胀后回蒸发器 问 1 如果压缩机进 出口处氨的焓分别是1644kJ kg和1966kJ kg 冷凝器出口过 冷氨的焓是540kJ kg 试求压缩机的理论功率和装置的制冷系数 5分 2 如果将氨的蒸发温度调整到253K 压缩过程仍为可逆绝热压缩 其余条件不 变 试问压缩机的理论功率有何变化 为什么 此时压缩机进 出口处氨的焓分别是1658kJ kg 和1912kJ kg 3分 3 在T S图上标出 1 2 二循环过程 4分 12 10分 在25 时 某气体的P V T可表达为PV RT 6 4 104P 在25 30MPa时将该气体 进行节流膨胀 向膨胀后气体的温度上升还是下降 13 12分 将典型的蒸汽压缩制冷循环的T S图分别在P H图和H S图上表示出来 14 12分 某蒸汽压缩制冷循环 制冷量Q0为3 104kJ h 1 蒸发室温度为 15 冷凝器用水 冷却 进口为8 若供给冷凝器的冷却水量无限大时 计算制冷循环消耗的最小功为多少 如 Thank you for your support 会员 会员 newsusan for berg 欢迎大家来到欢迎大家来到共享资源共享资源 会员 会员 newsusan 果冷凝器用室温 25 空气冷却时 其消耗的最小功又是多少 15 8分 实际蒸汽压缩制冷装置中的膨胀过程 为何采用节流阀而不用膨胀机 如果用膨胀 机 请在T S图上标出哪些面积代表膨胀机回收的功 16 10分 20 某压缩制冷装置 用氨作为制冷剂 氨在蒸发器中的温度为 25 冷却器中的 压力为1 0MPa 假定氨进入压缩机时为饱和蒸汽 而离开冷凝器时为饱和液体 每小时制冷量 Q0为1 67 105 kJ h 1 求 1 所需的氨流率 2 制冷系数 17 12分 21 有一氨压缩制冷机组 制冷能力Q0为4 0 104KJ h 1 在下列条件工作 蒸发 温度为 25 进入压缩机的是干饱和蒸汽 冷凝温度为20 冷凝过冷5 试计算 1 单位重量制冷剂的制冷能力 2 每小时制冷剂循环量 3 冷凝器中制冷剂放出热量 4 压缩机的理论功率 5 理论制冷系数 18 12分 22 压缩机出口氨的压力为1 0MPa 温度为50 若按下述不同的过程膨胀到0 1MPa 试求经膨胀后氨的温度为多少 1 绝热节流膨胀 2 可逆绝热膨胀 19 16分 某蒸汽动力循环操作条件如下 冷凝器出来的饱和水 由泵从0 035Mpa加压至1 5Mpa 进入锅炉 蒸汽离开锅炉时被过热器加热至280 求 1 上述循环的最高效率 2 在锅炉和冷凝器的压力的饱和温度之间运行的卡诺循环的效率 以及离开锅炉的过热 蒸汽温度和冷凝器饱和温度之间运行的卡诺循环的效率 3 若透平机是不可逆绝热操作 其焓是可逆过程的80 求此时的循环效率 20 12分 23 用简单林德循环使空气液化 空气初温为17 节流膨胀前压力P2为10MPa 节 流后压力P1为0 1MPa 空气流量为0 9m3 h 1 按标准状态计 求 1 理想操作条件下空气液化率和每小时液化量 2 若换热器热端温差为10 由外界传入的热量为3 3KJ kg 1 向对液化量的影响如何 空气的比热Cp为1 0 kJ kg 1 K 1 T 0 S 2 1 P2 P1 P1 3 4 5 Thank you for your support 会员 会员 newsusan for berg 欢迎大家来到欢迎大家来到共享资源共享资源 会员 会员 newsusan 参 考 答 案 一 选择题 共43小题 43分 一 选择题 共43小题 43分 1 1分 C 2 1分 A 3 1分 C 4 1分 A 5 1分 D 6 1分 C 7 1分 B 8 1分 B 9 1分 A 10 1分 B 11 1分 B 12 1分 B 13 1分 A 14 1分 A 15 1分 B 16 1分 A 17 1分 D 18 1分 B 19 1分 A 20 1分 C 21 1分 B 22 1分 D 23 1分 D 24 1分 B 25 1分 D 26 1分 C 27 1分 B 28 1分 A 29 1分 D 30 1分 A 31 1分 C 32 1分 D 33 1分 D 34 1分 B 35 1分 C 36 1分 C 37 1分 D 38 1分 C 39 1分 C 40 1分 B 41 1分 A 42 1分 B 43 1分 D Thank you for your support 会员 会员 newsusan for berg 欢迎大家来到欢迎大家来到共享资源共享资源 会员 会员 newsusan 二 填空题 共2小题 2分 二 填空题 共2小题 2分 1 1分 蒸汽压缩制冷 吸收制冷 三 判断题 共2小题 2分 三 判断题 共2小题 2分 1 1分 2 1分 四 名词解释 共2小题 2分 四 名词解释 共2小题 2分 1 1分 A 2 1分 A 五 简答题 共3小题 16分 五 简答题 共3小题 16分 1 5分 蒸汽动力循环主要由水泵 锅炉 透平机和冷凝器组成 锅炉锅炉 透 平 机 透 平 机 水泵水泵 冷 凝 器 冷 凝 器 过 热 器 过 热 器 2 3 4 1 3 4水在水泵中被压缩升压 4 1 进入锅炉被加热汽化 直至成为过热蒸汽 后 1 2 进入透平机膨胀作功 2 3 作功后的低压湿蒸汽进入冷凝器被冷凝成 水 再回到水泵中 完成一个循环 六 计算题 共21小题 265分 六 计算题 共21小题 265分 1 18分 1 如右图 2 T S 2 5 4 1 3 4 Thank you for your support 会员 会员 newsusan for berg 欢迎大家来到欢迎大家来到共享资源共享资源 会员 会员 newsusan 2 q0 h 1 h5 1644 540 1104 kJ kg w S h2 h1 1966 1644 322 kJ kg G Q 0 q0 80000 1104 72 46 kg hr WS wS G 322 72 46 23333 kJ hr 6 481kW 3 q 0 wS 1104 322 3 43 4 S 0 8 w S w ac 322 w ac w ac 402 5 kJ kg Wac wac G 402 5 72 46 29170 kJ hr 8 101 kW q 0 wac 1104 402 5 2 74 2 20分 2 T 2 S 5 4 1 4 3 1 如左图 07 4 16445 1921 6 5141644 4 41 3 9 12284 16445 1921 27 44 3 27 44 6 5141644 50000 50000 2 5 19218 0 16441866 1644 12510 12 5100 1212 12 12 HHHHWq KWhKJHHmmWP hKgHHqQm KgKJHHHH HH HH s sT s s 3 12分 2 T 2 S 5 4 1 3 4 1 如左图 07 4 16445 1921 6 5141644 4 85 2 5 10267 16445 1921 37 3 37 6 5141644 41800 41800 2 5 19218 0 16441866 1644 12510 12 5100 1212 12 12 HHHHWq KWhKJHHmmWP hKgHHqQm KgKJHHHH HH HH s sT s s 5 13分 1 如右图 Thank you for your support 会员 会员 newsusan for berg 欢迎大家来到欢迎大家来到共享资源共享资源 会员 会员 newsusan 08 5 16441866 6 5141644 4 28 2 8214 16441866 37 3 37 6 5141644 41800 41800 2 12510 12 5100 HHHHWq KWhKJ HHmmWP hKg HHqQm s sT 2 T S 5 4 1 3 4 6 12分 解 1 H 0 2 S 0 3 T 0 4 P 0 0 1 2 3 4 5 6 012345 S T 6 7 8分 解 从已知的条件 我们可以计算出该热机的效率 以及卡诺热机的效率 然后比较 两者的大小 热机的效率 486 0 3600 3042000 170 Q W 卡诺热机效率 508 0 670 330670 高 低高 卡 T TT 卡诺热机是效率最高的热机 显然该人设计的热机不合理 8 12分 解 进出透平机的蒸汽状态见下图所示 焓 熵值从附录水蒸汽表中查到 按稳流系统热力学第一定律对透平机进行能量衡算 H Q Ws 则 sss WWWHHm95 0 5 12 Thank you for your support 会员 会员 newsusan for berg 欢迎大家来到欢迎大家来到共享资源共享资源 会员 会员 newsusan 蒸汽流量 1 12 4 16650 6 32474 2631 3600300095 095 0 hkg HH W m s 按本题意 等熵膨胀的空气应该是湿蒸汽 即为饱和蒸汽和饱和水的混合物 此时熵值 即为饱和蒸汽和饱和水的熵按比例混合 从附录查得饱和蒸汽的熵 从饱和水性质表查得饱和液体的熵 11 7153 7 KkgkJSg 11 9875 0 KkgkJSl 设空气中气相重量百分含量为x 则 7 1271 7 7153 x 1 x 0 9875 解得 x 0 9126 空气的焓值 H x Hg 1 x Hl 0 9126 2631 4 1 0 9126 304 25 2428 0kJ kg 1 定熵效率 T 4 2 3 1 6 5 S 9 12分 每kg氨制冷量 q 1644 540 1104 kJ kg 理论功耗w S 1966 1644 322 kJ kg 制冷剂循环量 G 100000 1104 90 58 kg h 理论功率NT 90 58 322 3600 8 102 kw 制冷系数 1104 322 3 43 10 12分 解 11 12分 1 WS 322kJ kg qo 1104kJ kg G 90 58 kg h NT 8 102 kW 2 WS 254kJ kg qo 1118kJ kg G 89 44 kg h NT 6 310 kW 4 40 NT 1 79kW 12 10分 解 判断节流膨胀的温度变化 依据Joule Thomson效应系数 J 由热力学基本关系式可得到 p P H J C V T V T P T 将P V T关系式代入上式 PRTPV 4 104 6 4 104 6 P RT V 其中 P R T V P Thank you for your support 会员 会员 newsusan for berg 欢迎大家来到欢迎大家来到共享资源共享资源 会员 会员 newsusan 0 104 6104 6 44 pppp J CCCP PVRT C V P R T 可见 节流膨胀后 温度比开始为高 13 12分 解 压缩机的可逆绝热过程是等熵过程 节流过程常可看作为等焓过程 则循环可 用如下P H和H S图表示 P 3 2 4 1 H H 2 1 3 4 S 14 12分 解 首先需要明确的是 在所有的制冷循环中 逆卡诺循环的制冷效率最高 即功 耗最小 循环效率有如下的关联式 0 12 1 卡 净功 制冷量 冷凝温度 蒸发温度 N W Q TT T 按照传热原理 如果进出冷却器的冷却水量无限大 则不仅冷却水进出口温度接近相同 而且被冷介质的温度也相同 因此 当冷却水量无限大时 冷凝温度T2 8 273 K 所以最少净功 14 N hKJ4 2674103 27315 27315 2738 W 当冷凝器用空气冷却时 冷凝温度近似等于室温25 最小净功 14 2 4651103 27315 27315 27325 hkJWN 由计算结果可见 冷却温度越低 消耗功越小 但是空气冷却所用设备简单 如家用空调器 冰箱采用散热片空气冷却 不过它们的能耗要比水冷却高许多 15 8分 解 制冷装置的膨胀过程 采用节流元件 如阀 孔板等 主要考虑到节流设备简单 装置紧凑 对于中小型设备而言 这个膨胀功是不值得回收的 功量不大 但是设备投资要增 加许多 因此 大多不采用膨胀机 在下面的T S图上 节流元件膨胀过程如3 4 是等焓过程 而膨胀机膨胀过程如3 4 是等熵过程 膨胀机回收的功量如阴影部分积分 Thank you for your support 会员 会员 newsusan for berg 欢迎大家来到欢迎大家来到共享资源共享资源 会员 会员 newsusan T S 3 2 4 1 4 16 10分 解 通过NH3的P H图可查到各状态点焓值 按照题意 氨进入压缩机为饱和状态1 离开冷凝器为饱和状态3 氨在蒸发器中的过程即4 1 H1 1430KJ kg 1 H2 1710KJ kg 1 氨在冷凝器中的过程即2 3 H3 H4 320KJ kg 1 氨流率 1 5 41 0 0 0 5 150 3201430 1067 1 hkg HH Q q Q G 制冷系数 96 3 280 1110 14301710 3201430 12 410 HH HH W q s P 3 2 1 4 1 0MPa 25 注 求解此类题目 关键在于首先确定各过程状态点的位置 然后在P H图或T S图上查到 相应的焓 或温度 压力 值 进行计算 17 12分 解 首先在P H图 或T S图 上按照已知条件定出各状态点 查得 H1 1430KJ kg 1 H2 1680KJ kg 1 冷凝出来的过冷液体 过冷度为5 状态3 的决定 假设压力对液体的焓值几乎没有影响 从状态3沿着饱和液体线向下过冷5 找到3 用此点的焓值近似代替3 的焓值 由于过冷度 是有限的 实际上3 和3 很接近 不会造成太大的偏差 3 4仍为等焓膨胀过程 H3 H4 270kJ kg 1 制冷能力 q0 H1 H4 1430 270 1160KJ kg 1 制冷剂循环量 1 4 0 0 5 34 1160 104 hkg q Q G 冷凝过程即2 3 放出热量Q H3 H2 G 34 5 270 1690 48645KJ h 1 Thank you for your support 会员 会员 newsusan for berg 欢迎大家来到欢迎大家来到共享资源共享资源 会员 会员 newsusan 压缩机功率 kW HHG N40 2 3600 14301680 5 34 3600 12 制冷系数 64 4 250 1160 14301680 2701430 12 41 HH HH 18 12分 解 1 绝热节流膨胀过程是等焓过程 从P H图上