工程热力学作业题chapter11.doc

11-1空气压缩致冷装置致冷系数为2.5，致冷量为84600kJ/h，压缩机吸入空气的压力为0.1MPa，温度为-10，空气进入膨胀机的温度为20，试求：压缩机出口压力；致冷剂的质量流量；压缩机的功率；循环的净功率。解：压缩机出口压力故：0.325 MPaT3=20+273=293K209K致冷量：1.01（263-209）54.5kJ/kg致冷剂的质量流量0.43kg/s368K压缩功：w1=cp(T2-T1)=106 kJ/kg压缩功率：P1=mw1=45.6kW膨胀功：w2= cp(T3-T4)=84.8 kJ/kg膨胀功率:P2=mw2=36.5kW循环的净功率:P=P1-P2=9.1 KW11-2空气压缩致冷装置，吸入的空气p1=0.1MPa，t1=27，绝热压缩到p2=0.4MPa，经冷却后温度降为32，试计算：每千克空气的致冷量；致冷机消耗的净功；致冷系数。解：已知T3=32+273=305K446K205K致冷量：1.01（300-205）96kJ/kg致冷机消耗的净功: W=cp(T2-T1)cp(T3-T4)=46.5kJ/kg致冷系数：2.06113蒸气压缩致冷循环，采用氟利昂R134a作为工质，压缩机进口状态为干饱和蒸气，蒸发温度为-20，冷凝器出口为饱和液体，冷凝温度为40，致冷工质定熵压缩终了时焓值为430kJ/kg，致冷剂质量流量为100kg/h。求：致冷系数；每小时的制冷量；所需的理论功率。解：在lgp-h图上查各状态点参数。,p1=0.133MPah1=386kJ/kgs1=1.739 kJ/(kgK),p2=1.016 MPah2=430 kJ/kg,h3=419 kJ/kgh5=h4=256 kJ/kg致冷量：q2=h1-h5=386-256=130 kJ/kg每小时的制冷量:Q2=mq2=12900kJ/h压缩功：w=h2-h1=430-386=44 kJ/kg致冷系数:2.95理论功率P=mw=10044/3600=1.22kW11-4用一台氨蒸气压缩致冷机制冰，氨的蒸发温度为-5，冷凝温度为30，冷凝器中冷却水的进口温度为12，出口水温为20，欲在每小时内将1000kg0的水制成冰，已知冰的融解热为340kJ/kg，试求：该致冷机每小时的制冷量；氨每小时的流量；致冷机的功率；冷却水每小时的消耗量。解：致冷机每小时的制冷量：Q=1000340=340000 kJ在lgp-h图上查各状态点参数。p1=335.7kPah1=1452kJ/kgs1=5.6856 kJ/(kgK)p2=1.1686 MPah2=1620 kJ/kgh5=h4=343 kJ/kg致冷量：q2=h1-h5=1114 kJ/kg氨每小时的流量；305.2kg致冷机的功率：P=mw=m(h2-h1)=14kW冷凝器热负荷：Q1=m(h2-h4)=390000 kJ/h冷却水每小时的消耗量：=1.16104kg/h11-5一台氨致冷装置，其致冷量kJ/h，蒸发温度15，冷凝温度30，过冷温度25，从蒸发器出口的蒸气为干饱和状态。求（1）理论循环的致冷系数；（2）致冷剂的质量流量；（3）消耗的功率。解：查表得压力和焓分别为：h1=1400 kJ/kg,p1=0.35MPa,s1=5.75 kJ/(kgK)h2=1650 kJ/kg,p2=1.2MPa,s2=5.75 kJ/(kgK),h3=320 kJ/kg制冷量：q2=h1-h3=1080 kJ/kg压缩功：w=h2-h1=250 kJ/kg（1）致冷系数:4.32（2）致冷剂的质量流量：370kg/h（3）消耗的功率25.7kW11-611-7一台用氟利昂R134a为致冷剂的蒸汽压缩致冷装置，被用作室内供热，它要求的最大加热量是将标准状况下30m3/min的空气从5加热到30，冷凝器的最低温度必须较空气的最高温度高20，蒸发温度为-4。求：热泵的供热负荷；致冷剂流量；所需功率。解：（1）热泵的供热负荷：标准状况下30m3/min的空气的质量为：=38.7kg/min=0.645kg/s16.3kJ/s冷凝器温度为30+2050，蒸发温度为-4查表得压力和焓分别为：h1=395 kJ/kg,s1=1.725 kJ/(kgK)h2=430 kJ/kg,h3=272 kJ/kg制热量：q1=h1-h3+h2-h1=158 kJ/kg压缩功：w=h2-h1=35 kJ/kg（2）致冷剂的质量流量：0.103kg/s（3）消耗的功率3.6kW11-8热泵利用井水作为热源，将20的空气8104m3/h加热到30，使用氟利昂R134a为致冷剂，已知蒸发温度为5，冷凝温度为35，空气的定压容积比热为，井水的温度降低7，试求理论上必需的井水量、压缩机功率和压缩机的压气量（m3/h）。解：查表得压力和焓分别为：h1=400 kJ/kg,h2=420 kJ/kg,h3=250 kJ/kg制热量：q1=h2-h3 =170 kJ/kg吸热量：q2=h1-h3150 kJ/kg压缩功：w=h2-h1=20 kJ/kg加热空气额热量：800001.25610=1106kJ/h致冷剂流量：5.88103kg/h必需的井水量：mw=mq2/(4.18*7)=30143 kg/h压缩机功率: 32.6kW氟利昂R134a在35时比容为0.018 m3/kg压缩机的压气量: 5.88103/0.018=3.27105 m