工程热力学课后作业答案(第七章)

1、 / 11 / 117-1当水的温度t=80，压力分别为0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa时，各处于什么状态并求出该状态下的始值。解：查表知道t=80时饱和压力为0.047359MPa。因此在0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa时状态分别为过热、未饱和、未饱和，未饱和、未饱和。焓值分别为2649.3kJ/kg，334.9kJ/kg，335kJ/kg，335.3kJ/kg，335.7kJ/kg。72已知湿蒸汽的压力p=1MPa干度x=0.9。试分别用水蒸气表和h-s图求出hx，vx，ux，sx。解：查表得：h=2777kJ/kgh=762.6kJ/kgv=0.1943m3/kg

2、v=0.m3/kgu=hpv=2582.7kJ/kgu=h-pv=761.47kJ/kgs=6.5847kJ/(kg.K)s2.1382kJ/(kg.K)hx=xh+(1-x)h=2575.6kJ/kgvx=xv+(1-x)v=0.1749m3/kgux=xu、+(1-x)u=2400kJ/kgsx=xs+(1-x)s=6.14kJ/(kg.K)7-3在丫=60L的容器中装有湿饱和蒸汽，经测定其温度t=210C,干饱和蒸汽的含量mv=0.57kg,试求此湿蒸汽的干度、比容及始值。解：t=210C的饱和汽和饱和水的比容分别为：v、=0.10422m3/kgv=0.m3/kgh、=2796.4kJ

3、/kgh=897.8kJ/kg湿饱和蒸汽的质量：解之得：x=0.53比容：vx=xv、+(1-x)v=0.0558m3/kg焓：hx=xh、+(1-x)h=1904kJ/kg74将2kg水盛于容积为0.2m3的抽空了的密闭刚性容器中，然后加热至200试求容器中1)压力；2)焓；3)蒸汽的质量和体积。解：xx200C的饱和参数h=2791.4kJ/kgh=852.4kJ/kgv=0.12714m3/kgv=O.m3/kg饱和压力1.5551MPa。刚性容器xx的比容：=0.1m3/kgv因此是湿蒸汽。压力是饱和压力1.5551MPa干度：=0.78始：hx=xh+(1-x)h=2364.8kJ/

4、kg蒸汽的质量和体积：mv=xxm=0.78x2=1.56kgV=mvxv=0.19834m37-5已知8m3的湿蒸汽，在p=0.9MPa时，其湿度(1x)=0.65,求此湿蒸汽的质量与始。解：p=0.9MPa的饱和参数h=2773kJ/kgh=742.6kJ/kgv=0.21484m3/kgv=0.m3/kg湿蒸汽的质量：0.0759m3/kg=105.4kg焓：h=mhx=x（h、+（1-x）h）=105.4乂1453.24kJ=1.53乂103kJ7-6有一台采暖锅炉，每小时能生产压力p=1MPa（绝对）、x=0.95的蒸汽1500kg。当蒸汽的流速c425m/s时，管道中的压力损失可以

5、不计，求输汽管的内径最小应多大？解：p=1MPa、x=0.95的比容查表饱和参数v=0.1943m3/kgv=0.m3/kg0.18464m3/kg蒸汽体积流量：=0.077m3/s输汽管的半径最小为=0.0313m内径：0.0626m7-7某空调系统采用p=0.3MPa、x=0.94的湿蒸汽来加热空气。暖风机空气的流量为每小时4000标准m3,空气通过暖风机（从0C）被加热到120C。设蒸汽流过暖风机后全部变为p=0.3MPa的凝结水。求每小时需要多少千克蒸汽（视空气的比热为定值）。解：空气吸收的热量：=619000kJ/hp=0.3MPa的饱和参数：h=2725.5kJ/kgh=561.4

6、kJ/kgp=0.3MPa、x=0.94蒸汽的始hx=xh+(1-x)h=2595.7kJ/kg需要蒸汽304.28kg/h法二：湿蒸汽中起加热作用的仅为干饱和蒸汽=306.6kg/h7-8气缸中盛有0.5kg、t=120C的干饱和蒸汽，在定容下冷却至80Co求此冷却过程中蒸汽放出的热量。解：t=120C的干饱和蒸汽参数：v=0.89202m3/kgh=2706.6kJ/kgp1=0.19854MPa容积：V=mv=0.44601m3t=80C的饱和蒸汽参数v=0.m3/kgv=3.4104m3/kgh=2643.8kJ/kgh=334.92kJ/kgp2=0.047359MPa比容：=0.8

7、9202m3/kg干度：=0.26焓：hx=xh、+(1-x)h=935.2kJ/kg放出的热量：q=m(h120-hx-vx(p2-p1)=817kJ79有一刚性容器，用一薄板将它分隔为A、B两部分。在A中盛有1kg、压力pA=0.5MPa的干饱和蒸汽，B中盛有2kgpB=1MPa,x=0.80的湿蒸汽。当隔板抽去后，经过一段时间容器中的压力稳定在p3=0.7MPa。求(1)容器的总容积及终了时蒸汽的干度；(2)由蒸汽传给环境的热量。解：(1)容器的总容积pA=0.5MPa的干饱和蒸汽参数v=0.37481m3/kgh=2748.5kJ/kguA=2561.1kJ/kgA占容积：VA=mAv

8、=0.37481m3pB=1MPa的饱和蒸汽参数v=0.1943m3/kgv=0.m3/kgh=2777kJ/kgh=762.6kJ/kg / 11 / 11vB=xv+(1-x)v=0.155m3/kghB=xh、+(1-x)h=2374kJ/kguB=2219kJ/kgB占容积：VA=mBv=0.31m3总容积:V=VA+VB=0.685m30.7MPa的饱和蒸汽参数v=0.274m3/kgv=0.m3/kgh=2762.9kJ/kgh=697.1kJ/kg蒸汽比容：0.228m3/kg蒸汽干度：=0.84(2)由蒸汽传给环境的热量终了时的焓：hx=xh+(1-x)h=2502kJ/kgu

9、x=2342.4kJ/kg=-193.7kJ710将1kgp1=0.6MPa,t1=200C的蒸汽在定压条件下加热到t2=300C,求此定压加热过程加入的热量和内能的变化量。若将此蒸汽再送入某容器中绝热膨胀至p3=0.1MPa,求此膨胀过程所作的功量。解：查表p1=0.6MPa，t1=200h1=2850kJ/kgv1=0.352m3/kg(u1=2639kJ/kg)查表p2=0.6MPa，t2=300h2=3061kJ/kgv2=0.4344m3/kgs2=7.372kJ/(kg.K()u2=2801kJ/kg)查表p3=0.1MPa，s=7.372h3=2680kJ/kgv3=1.706m

10、3/kg(u3=2509kJ/kg)定压过程加入的热量和内能变化量q=h2-h1=211kJ/kg=162kJ/kg绝热膨胀过程所作的功量=292kJ/kg7-11汽轮机进汽参数为：p1=3MPa,t1=450C,蒸汽在汽轮机中绝热膨胀到p2=5kPa后排入冷凝器求：(1)可逆绝热膨胀时蒸汽的终参数及汽轮机所作的功；(2)若蒸汽在汽轮机中为不可逆绝热膨胀，引起的熵产为0.25kJ/(kg.K)，则汽轮机作的功将为多少？解：查表p1=3MPa，t1=450的参数h1=3344kJ/kgs1=7.083kJ/(kg.K)则绝热膨胀到p2=5kPa，s2=7.083kJ/(kg.K)时蒸汽的终参数t

11、2=32.88h2=2160kJ/kgv2=23.52m3/kg汽轮机所作的功1184kJ/kg(2)不可逆绝热膨胀后的熵为s3=7.083+0.25=7.333kJ/(kg.K)p3=5kPa蒸汽的终参数：h3=2236kJ/kg汽轮机所作的功1108kJ/kg7-12有一台工业锅炉，每小时能生产压力p1=1.4MPa，t1=300的过热蒸汽10t。已知给水的温度25C；从锅筒引出的湿蒸汽的干度x=0.96;湿蒸汽在过热蒸汽中再加热至300c；煤的发热值为29400kJ/kg。试求(1)若锅炉的耗煤量B=1430kg/h,求锅炉效率；(2)湿蒸汽在过热器中所吸收的热量及内能的变化量。解：(1

12、)煤的总发热量42.042MkJ/hp1=1.4MPa，t1=300的过热蒸汽的参数：h1=3040kJ/kgv1=0.1823m3/kg取水为定值比热，其的焓值： / 11 / 11h0=25X4.1868104kJ/kg单位蒸汽吸热量：q=h1-h0=2936kJ/kg总吸热量：29.36MkJ/h锅炉效率：69.842）湿蒸汽的参数v2=0.136m3/kgh2=2708kJ/kg定压过程吸收的热量q=m（h1-hx）=3.32MkJ内能的变化:=2.65MkJ7-13有一废热锅炉，进入该锅炉的烟气温度为ty1=600排烟温度为ty2=200C。此锅炉每小时可产生ts=100C的干饱和蒸汽200kg,锅炉进水温度为20，锅炉效率为60。1）求每小时通过的烟气量；2）试将锅炉中烟气的放热过程与蒸汽的吸热过程定性的表示在同一t-s图上。解：ts=100的干饱和蒸汽的焓：h=2676.3kJ/kg20水的焓：h0=20