工程热力学课后作业答案chapter10

1、10-1蒸汽朗肯循环的初参数为16.5MPa、550C，试计算在不同背压p2=4、6、8、10及12kPa时的热效率。解：朗肯循环的热效率hl h2thl h3hl为主蒸汽参数由初参数16.5MPa 550C定查表得：h仁3433kJ/kgs仁 6.461kJ/（kg.K）h2由背压和s1定查h-s图得：p2=4 6、8、10、12kPa时分别为h2=1946 1989、2020、2045、2066 kJ/kgh3是背压对应的饱和水的焓查表得。p2=4 6、& 10、12kPa时饱和水分别为h3=121.41、151.5、173.87、191.84、205.29 kJ/kg故热效率分别为：44

2、.9 %、44%、43.35 %、42.8%、42.35 %10-2某朗肯循环的蒸汽参数为：t1 = 500C、p2= 1kPa,试计算当p1 分别为4、9、14MPsP寸；（1）初态焓值及循环加热量；（2）凝结水泵 消耗功量及进出口水的温差；（3）汽轮机作功量及循环净功；（4）汽 轮机的排汽干度；（5）循环热效率。解：（1）当t1 = 500C, p1分别为4、9、14MPa时初焓值分别为：h1=3445 3386、3323 kJ/kg熵为 s1=7.09、6.658、6.39 kJ/(kg.K)p2= 1kPa(s2=s1)对应的排汽焓 h2: 1986、1865、1790 kJ/kg3点

3、的温度对应于2点的饱和温度t3=6.98 C、焓为29.33 kJ/kgs3=0.106 kJ/(kg.K)3点压力等于pl, s3=s3 ,t3=6.9986、7.047、7.072 C则焓 h3 分别为：33.33、38.4、43.2 kJ/kg循环加热量分别为：q仁h1-h3=3411、3347、3279.8 kJ/kg(2) 凝结水泵消耗功量：h3-h3进出口水的温差t3-t3(3) 汽轮机作功量h1-h2循环净功 w0 h1-h2-( h3-h3)(4) 汽轮机的排汽干度s2=s 1=7.09、6.658、6.39 kJ/(kg.K)p2= 1kPa对应的排汽干度 0.79、0.74

4、、0.71(5) 循环热效率w0q1初盘焓焓循环凝结水进出汽轮循循环焓汽h3h3加热泵消耗口水机作环热效值焓量功 量的温功量净率h1h2q1=hh3-h3差h1-h功W0(%1-h3、t3-t32)34419833.29.341140.01145914542.7563333865833818638.29.33479.070.06152115145.16543372733217943.29.327913.870.09153315146.730233.829410-3 一理想朗肯循环，以水作为工质，在循环最高压力为 14MPa循 环最高温度540C和循环最低压力7 kPa下运行。若忽略泵功，试求：

5、(1) 平均加热温度；(2)平均放热温度；(3)利用平均加热温度和 平均放热温度计算循环热效率。解：1 点焓和熵分别为：3433kJ/kg、6.529 kJ/(kg.K)2 点焓和熵分别为：2027kJ/kg、6.529 kJ/(kg.K)3点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为： 163.38kJ/kg、0.5591 kJ/(kg.K)(1)平均加热温度thh1 h3s1 s3547.7K(2) 平均放热温度tch2 h3s2 s3312.17K(3) 循环热效率1 tc 43%t h10-4 一理想再热循环，用水作为工质，在汽轮机入口处蒸汽的状态为14 MPa 540C，再热状态为3 MPa

6、 540C和排汽压力7 kPa下运 行。如忽略泵功，试求：(1)平均加热温度；(2)平均放热温度；(3) 利用平均加热温度和平均放热温度计算循环热效率。解：1 点焓和熵分别为：3433kJ/kg、6.529 kJ/(kg.K)3点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为：163.38kJ/kg、0.5591 kJ/(kg.K)再热入口焓B:压力为3 MPa熵为6.529 kJ/(kg.K),hB=2988 kJ/kg再热出口焓 A： hA=3547 kJ/kg , Sa=7.347 kJ/(kg.K)2 点焓和熵分别为：2282kJ/kg、7.347 kJ/(kg.K)(4) 平均加热温度thh1

7、h3 血 hB)564KsA s3(5) 平均放热温度tc 空3 312Ks2 s3(6) 循环热效率10-5某回热循环，新汽压力为10 MPa温度为400C,凝汽压力50kPa, 凝结水在混合式回热器中被2 MPa勺抽汽加热到抽汽压力下的饱和温 度后经给水泵回到锅炉。不考虑水泵消耗的功及其他损失，计算循环 热效率及每千克工质的轴功。解：1 点焓和熵分别为：h仁3096kJ/kg、s1=6.211 kJ/（kg.K）排汽2点焓为：h2=2155kJ/kg3点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为：h3=340.57kJ/kg抽汽点 4 的焓（查 2 MPa和 s4=s1）: h4=2736 kJ/

8、kg2 MPa对应的饱和温度 212.37 C, h5=908.6 kJ/kg求抽汽率h5 h3h4 h3908.6 340.570.23/2736 340.57循环功量:w0 h1 h4（1）（h4 h2） 794 kJ/kg热效率：W0 h1W0h5 36.2 %10-6 某厂的热电站功率12MW，使用背压式汽轮机p1 = 3.5MPa , t1=435C、p2= 0.8 MPa，排汽全部用于供热。假设煤的发热值为 20000kJ/kg，计算电厂的循环热效率及耗煤量。设锅炉效率为85%。如果热、电分开生产，电能由p2= 7kPa的凝汽式汽轮机生产，热能（0.8 MPa的230C的蒸汽）由单

9、独的锅炉供应，其他条件相同，试 比较耗煤量。设锅炉效率同上。解：1 点的焓 h仁3303 kJ/kg、s1= 6.957kJ/(kg.K)排汽点焓（s2=s1） h2=2908 kJ/kgh3=720.9 kJ/kg锅炉进口水焓（0.8 MPa对应的饱和水焓）热效率：hL2 = 15.3 %h1 h3总耗煤量：P2 107 0.8512 1060.153 20000 1030.85=4.61kg/s=16.6t/h有15.3 %的热能发电，发电煤耗为：m仁m =0.705 kg/s = 2.54 t/hp2 = 7kPa对应的排汽焓和锅炉进口水焓:h2=2161 kJ/kg电的耗煤量：h3=1

10、63.38 kJ/kgm1P20000 1 0.85PL. A20000 0.85h1 h3612 100.36 20000 0.85=1.96kg/s=7.06 t/h供热煤耗量相同14.06 t/h 。总煤耗：m=7.06+14.06=21.12 t/h10-7小型供热、供电联合电站，进入汽轮机新蒸汽的压力为1 MPa温度为200C，汽轮机供热抽汽压力为 0.3 MPa，抽汽通过热交换器 后变成0.3 MPa的饱和液体，返回动力循环系统。汽轮机乏汽压力为 40kPa。汽轮机需要输出1MW勺总功率，而热交换器要求提供 500kW 的供热率。设汽轮机两段（即抽汽前后）的相对内效率都为0.8。试

11、计算进入汽轮机的总蒸汽量和进入热交换器的抽汽量 解：0.3 MPa的饱和液体、饱和汽、汽化潜热的焓:561.4 kJ/kg ，2725.5 kJ/kg、2181.8 kJ/kg进入热交换器的抽汽量：ml 旦 =0.23kg/s2181.8新汽焓 h仁2827 kJ/kg , s1=6.693 kJ/(kg.K)排汽焓(s2=s1)h2=2295 kJ/kg抽汽焓(s3=s1)h3=2604 kJ/kg乏汽量：m2 1 103/.8 m1(h1 h3) = 2.25 kg/sh1 h2总蒸汽量：m=m1+m2=2.48 kg/s10-8奥托循环压缩比 =8,压缩冲程初始温度为27C，初始压力为

12、97kPa,燃料燃烧当中对工质的传热量为 700 kJ/kg，求循环中的最 高压力、最高温度、循环的轴功及热效率。设工质k=1.41 , c = 0.73 kJ/(kg.K)。解：热效率1157.4 %轴功：w q 401.5kWT2 T1 k 1 = 703.7K最高温度T3 T2 q = 1662.6KCvp2 pl k 1.82MPa最高压力(定容)T3p3 p2T3 4.3MPaT210-9狄塞尔循环压缩比 =15,压缩冲程初始压力为 105kPa,初始 温度为20C,循环吸热量为 1600 kJ/kg，设工质k=1.41 , cp = 1.02kJ/(kg.K)。求循环中各点压力、温度、热效率。解：2点的压力和温度：T2 T1 k 1 = 889Kp2 p1 k 4.78 MPa3点压力和温度：P3=p2T3 T2 2458KCp4点的压力和温度:v4v3v1v3v1兔2T2p4 p3(v3)k 0.443 MPav4k 1T4 T3J1231K热效率: 10-10燃气轮机进气参数为p1= O.IMPa t1 = 17C、 = 8,工质定 压吸热终了温度 t3 = 600C，设 k=1.41 , Cp = 1.02kJ/(kg.K)。求循 环热效率、压气机消耗的功及燃气轮机装置的轴功。v3