工程热力学,课后习题答案

NN0NN03g2工程热力学（第五版）习题答案工程热力学（第五版）廉乐明谭羽非等编中国建筑工业出版社第二章气体的热力性质2-2,已知1）（2）标准状态下也的比容密度；22（3）p,

t500c

时的摩尔容

o解（1的气体常数2R

场M28=296.9J/（kg?K）（2标准状态下山的比容和密度RT296,9273p101325m/kglmlRT1压送后储气罐中的量2m2RT2根据题意容积体积不变p1p

BT1t1273T2t2273

00压入的勺质量21(-p-p)RT2T1

将(1)、(2)、(3)、(4)代入(5)式得当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送的空,如外界的温度增高到大气压降低到而鼓风机每小时的送风量仍为300m3,问鼓风机送风量的质量改变多少？解：同上题.cV/p2pl300/99.3101.325mm1m2()()1000

、RT2T1287300273

空气压缩机每分钟自外吸入温度为、压为的空气充入容积的储气罐内设开始时罐内的温度和压力与外界相同问在多长时间内空气压缩机才能将气罐的表压力提高到设充气过程中气罐内温度不变。解：热力系：储气罐。使用理想气体状态方程。第一种解法：首先求终态时需要充入的空气质量一一cp2v27108.5m2RT2287288

压缩机每分钟充入空气量pv1103

一一（3）pOJMPa,t500cRT

时的摩尔容积RT287288

间tm2m第二种解法将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为一定量的空气压缩为的空气者说、8.5m3的空气下占体积为多少的问题。根据等温状态方程的空气在下占体为“p2V20.78.5V159.5P10.1

m3压缩机每分钟可以压缩的空气则要压缩的空气需要的时间59.5飞-在一直径为勺活塞上置有质量为的物体缸中空的温度为质量为。加热后其容积增为原来的两倍气压B=101kPa,问：(1)

气缸中空气的终温是多少？(2)终态的容是多少？初态和终态的密度各是多少解：热力系：气缸和活塞构成的区间。使用理想气体状态方程。

空气终态温V2T2T1V1582Kgg82N2(2)V1

空气的初容积兀）+101000=335.7kPamRT1p

0.527m3空气的终态比容cV22V1v2mm

=0.5m3/kg或者RT2v2

0.5m3/kg(3)

初态密度/m2.121V10.527

2-v2

2kg/m32-9解(1)氮气质量pv13.71060.05mRT296.8300=7.69kg(2)

化温度60.05mR7.69296.8

2-14

如果忽略空气中的稀有气体，则可以认为其质量成分为.2%,.%。试求空气的折合分子量、气体常数、容积成分及在标准状态下的比容和密度。iiriir解：折合分子量11Mg0.2320.768M体常数

3228

R

典1/何？K)容积成分go2o

Mo2

rCH4H6H8C4H10ii0rCH4H6H8C4H10ii0iiN

标准状态下的比容和密度1

=1.288kg/m3v=0.776m3/kg2-15已知天然气的积成分%,r0.18%,2308r.1%r

CO2

0.2%,2

183

%。试求:天然气在标准状态下的密度;各组成气体在标准状态下的分压力解（1密度MrM=16.48M16.480.736kg/m22.422.4

3（2各组成气体在标准状态下分压力因为rPpc-97%*.3

98.285kPa同理其他成分：（略）第三章热力学第一定律安静状态下的人对环境的散热量大约，假设能容纳2000人的大礼堂的通风系统坏了：（1）在通风系统出现故障后的最初20min内礼堂中的空气内能增加多少？（把礼堂空气和所有的人考虑为一个系设对外界没有传热统内能变化多少？如何解释空气温度的升高。解：（1热力系：礼堂中的空气。闭口系统根据闭口系统能量方程QUW因为没有作功W=0热量来源于人体散热；内能的增加等于人体散热。Q200040020/60

=2.67X105kJ（1热力系：礼堂中的空气和人。闭口系统根据闭口系统能量方程QUW因为没有作功W=0对整个礼堂的空气和人来说没有外来热量，所以内能的增加为0空气温度的升高是人体的散热量由空气吸收，导致的空气内能增加。35,

有一闭口系统，从状经a变化到状态2,如图，又从态2b回到状态1;再从状态1经过c变化到状态2。这个过程，热量和功某些值已知，如表，试确定未知量。_3kJ_3kJ热量

膨胀功-a-210x1-7-41-c-2x22解：闭口系统。使用闭口系统能量方程(1)对和组成一个闭口循环，有Q」W即7)=x1+(4)x1=7kJ(2)

对和也组成一个闭口循环x2+(4)⑶对过程,根Q74uw()

QUW一闭口系统经历了一个由四个过程组成的循环，试填充表中所缺数据。〜211000〜30100-100〜4-9500-950avb2Iiiavb2Iii4〜5050-50解：同上题解：热力系：1.5kg质量气体闭口系统，状态方程：由状态方程得解上两式得：/a=-800b=1160则功量为W1.5pdv1.5[-(800)V21160v]21过程中传热量=990kJ

=

容积由隔板分成两部分，左边盛有压力为温度为27c的空气，右边为真空，容积为左边。将隔板抽出后，空气迅膨充整容器试容内终压力和度设胀在绝下进行的。解：热力系：左边的空气系统整容为口系过特：热，自由胀据口统能方程0O0O绝热自由膨胀因止匕对空气可以看作理想气体，其内能是温度的单值函数，得mcv根据理想气体状态方程P2

RT2p1V11/-p1V2V26一个储气罐从压缩空气总管充气，总管内压缩空气参数恒定，为充气开始时，罐内空气参数为25Co求充气终了时罐内空气的温度。设充气过程是在绝热条件下进行的。解：开口系p2p2特征：绝热充气过程工质：空气（理想气体）根据开口系统能量方程，忽略动能和未能，同时没有轴功，没有热量传递。0m2h2m0h0dE没有流出工质dE=dU=mu）mu）终态工质为流入的工质和原有工质和m0=mcv2-mcv1mcv2ucv2-mcv1ucv1=m0h0h0=cpT0ucv2=cvT2ucv1=cvT1p1Vmcv1=mcv2=

RT1p2VRT2代入上式（）整理得T2

kT1T2一一

T1(kT0T1)=398.3K3-10供暖用风机连同加热器，把温度为t10c的冷空气加热到温度为t2250C,然后送入建筑物的风道内，送风量为0.56kg/s,风机轴上的输入功率为1kW设整个装置与外界绝热。试计算：加加p（1风机出口处空气温度（2）空气在加热器中的吸热量；（）若加热器中有阻力，空气通过它时产生不可逆的摩擦扰动弁带来压力降，以上计算结果是否正确？解：开口稳态稳流系统(1)

风机入口为则出口为

3

mCp0.561.00610

178Ct2t1t1.78C空气在加热器中的吸热量QmCpT0.561.006(2501.78)

=

138.84kW(3)

若加热有阻力，结果仍正确；在加热器中的吸热量减少。热器中2P2v2(u1P1v1)p2减小故吸热减小。一只的罐，与温度为、压力为的压缩空气干管相连接，当阀门打开，空气流进罐内，压力达到时,把阀关。一程进很速可为绝热。罐阀关后放较长时间，最后罐内温度回复到室温。问储罐内最后压力是多少？解：热力系：充入罐内的气由于对真空罐充气时，是焰变内能的过程CT罐内温度回复到室温过程是定容过300pv300pvp2

PIT

「5420压力为和温度为的空气在一主管道中稳定流动。现一绝热容器用带阀门的管道与它相连，慢慢开启阀门使空从主道流容器设（容器开始时是真空的（2）容器装有一个用弹簧制活，塞的移施在塞上的压成比而塞上的空间是真空，假定弹簧的最初长度是由长度；（）容器装在一个活塞，其上有重物，需要1MPa的压力举起它。求每种情况下容器内空气的最终温度？TkT01.4473662K=389C解：（1同上题h=cpT0L=kpwpAdL

111CpT0T=0.5R552K=279CwpdVpVRTT=

v

C

p

-T0T0R

473K=200C同（2）只W不同3-13解：hcTv1=hcTv1=p对理想气体puCT解：理想气体状态方程12T2T^2*293P=586K(2)

热：Qmcv

RT1k1

=2500kJ3-15解：烟气放热等于空气吸热1m3空气吸取的烟气的热Q1.09245tQ267

267kJvc1.29311.01t2=10+205=215C

=205C3-17解m1h1m2h2(m1m2)h3hcT代入：T(m1m2)c330

=582K=309Cvv3-18解：等容过程kc^RT2RT1p2vp1vmQmcT1.4

k1

=37.5kJ3-19解：定压过程p1V2068.4100.03T1=^R1287内能变化：变化：

=1563。218.8kJHkU1.4156.3功量交换热量交换:

206&40.03

62.05kJUW156

=218.35kJ第四章理想气体的热力过程及气体压缩4-11kg空气在可逆多变过程中吸热其容积增大为v210v1,

压力降低为1/8,设比热为定值，求过程中内能的变化、膨胀功轴功以及焰和嫡的变化。解：热力系是1kg空气12nc5cJ/K12nc5cJ/KsTkpJ/p105Mp2aln(p2/p1)n过程特征：多变过程八因为qCT内能变化为C

v

5-R-2=7175J/(kg?K)c

p

7R2

7-Cv-5=1004.5

J/

K(kg?)c

n

、,…n1=3587.5(kg?)u

cTqc/cvv

n=膨：轴功w焰变：lnclnpv嫡变v11103(kg?K)有1kg空气、初始状态为a,程：(1)可绝热膨胀p0.

进行下列(2)不可逆绝热膨胀到

1Mp

a,T2300K

；(3)可等温膨胀

.1

a

；(4)可多变膨胀p

1MP

a,多变指数；试求上述各过程中的膨胀功及嫡的变化，弁将各过程的相对位置k1p一2n1pk1p一2n1p画在同一张图和图上解：热力系空气w-RT1[1k1膨胀功:嫡变为

啰工111.9X103JlnTiPT1

Rl

喝=

J/(kg?K)uc(T1T2)103Jp1wRT1ln(3)

2=195.4X103

J/(kK)g?p1sRlnP=0.462X103

J/(kK)g?

T1(尸

n1=67.1x103J

w[1()n]ClnT

2

=189.2K川=-346.4

T14-3

具

空气的闭口系统，其初始容积为终态容P1积为当初态和终态温度均时，试计算该闭口系统对外所作的功及嫡的变化。该过程为（）可逆定温膨胀；2向真空自由膨胀。V210...w

解：1）定温膨功V2mRln

19.14kJ/K

自由膨胀作功为smRlnV

2V1

19.14kJ/K质量为的氧气在温度下定温压积由变成该过程工质收或出多热量？输入输出多少量？能、、嫡化为多？qmRTln-5*259.8*300*ln—解：V13—627.2kJ放热因为定温，内能变化为所wq内能、焰变化均为嫡变

-2.1kJ/K为了试验容器的强度，必须使容器壁受到比大气压力高0.1MPa的压力。为此压力于大压。温为的气入试的器，然后关闭进气阀弁把空气加热。已知大气压力B=101.3kPa,试问应将空的温度加热到多少度？空气的内能、焰和嫡的变化为多少？解：（1定容过程vpvpp2T2TIPI

286*

100101.3101.3

568.3KuC能变化

52hC

72Cv

l

噂4-66kg空气由初态经过下列不同的过程膨胀到同一终压定温过程；(2)定嫡过程(3)指为的多变过程。试比较不同过程中空气对外所作的功，所进行的热量交换和终态温度。解(1)定过程0p2.1

573.2kJT2=T1=30C定嫡过程(2)RmT1[1k1Q=0k1T2T1(均丁p1(3)多变过程

6**303*[1()1.4]10351.4kJ

1.41n1npn1npT2T1(丁1

=252.3KR287Wmmcn

nk6*cn1

303)

218.3kJ已知空气的初态为

。经过一个多变过程后终态变化为p2=0.12MPa,v2=0.815m3/kg试求该过程的多变指数，以及每千克气体所作的功、所吸收的热量以及内能、焰和嫡的变化n解：(1)求多变指数⑺2)n(015)=1千克气体所作的功11w^[p1v1p2v2]

n11.31

146kJ/kgqC(p2V2p1v1)1.31.41=1.311.41吸收的热量内:

(0.12*0,8250.6*0,236)

36.5kJ/kg

khc(T2T1)(p2v2p1v1)k1焰:

v2p20.8150.12Incln717.4*Inpv

一66嫡：v11O,236

4-81kg理想气体由初态按可逆多变过程从降到100c,vCn1pk12vCn1pk12….p2、.一..一压力降为口口已知该程的膨胀功为200kJ,吸热量为40kJ,设比热为定值，求该气体的％解：uCkJv1

Rw

符工200kJ解得：n=1.49代入解得：c将空气从初态1,t1=20C,定嫡压缩到它开始时容积的1/3,然后定温膨胀，经过两个过,求空气所作的功。

空气的容积和开始时的容积相等。RT1p2w1[1()]解：k1p1RT1[1k1

v11V2)]

287*293

1.41]l3]T「喘)

v1

k1

=454.7K32RT2ln287*454.7*ln(1/3)v2

4-101kg氮气从初态定压膨胀到终态2,然后定嫡胀到终3。设已知以下各参数：.6v(T3T2).6v(T3T2)v3=1.73m3/kg。求(1)1、、3三点的温度、比容和压力的值。

在定压膨胀和定嫡膨胀过程中内能的变化和所作的功解：⑴p2P3

曾

v3

k

1.730.1*()=1.5MPaT2

P2v21.5*0.25*10R296.8

=1263Kp1=p2=1.5MPaT1「v2v1=T2=0.15m3/kgT3(2)

P3v30.1*1.73*106R296.8胀uc

(T2T1)

364kJ/kgR(T2T1)w

145.4kJ/kg定嫡膨胀ucRw[T2T3]k1-505kJ/kg或者：其4-111标准的空气从初态定嫡膨胀到状态且。空气由状态继续被定温压缩，直到比容的值和开始时相等求23点的参数P,T,V)气体所作的总功。,RT1287*573解0.274m3/kg1515p2

p1(V2)

㈠

14

3T2F)

k1573*(1

严

3V2=3V1=0.822m3T3=T2=369KV3=V1=0.274m3

1/0.387MPa4-12压气机抽吸大气中的空气，弁将其定温压缩至如压缩标准空气，试求用水冷却压气机气缸所必须带走的热量。设大气处于标准状态。QWp1V1ln包0.101325*10*150*ln

0.101325解：P

2-59260kJ4-13活塞式压气吸入温t1=20C和压力p1=0.1MPa的空气，压缩到p2=0.8MPa,压气机每小日^吸气量为标准如压缩按定温过程进行，问压气机所需的理论功率为多少千瓦？若压缩按定嫡过程进行，则所需的理论功率又为多少千瓦？解：定温：pV100000600m-RT287*273*3600

Ssp2sp2WmRT1ln定嫡

p1

k11.41sn1sk11.41sn1s,p2\71.4*287*293、言】rW1m[1()[1()14]k1P=-51.3KW4-14某工厂生产上需要每小时供应压力为0.6MPa的压缩空气600kg；设气所初始温为20C,压为0.1MPa。求压气机需要的最小理功率和最大理论功率。若按n=1.22的多变过程压缩，需要的理论功为多少解：最功率是温过m=600/3600=1/6kg/sp1Ws

p2

=-25.1KW最大功率是定嫡过程W1m(正s

k1p

32.8KW多变过程的功nRT1p2J1W1m[1()np1-29.6KW4-15实验室需要压力6MPa的压缩空气，应采用一级压缩还是二级压缩？若采用二级压缩，最佳中间压力应等于多少？设大气压力为0.1,大气温度20,压缩过程多变指n=1.25,用中间冷却器能将压缩气体冷却到初温。试计算压缩终了空气温度中间压力:

p2,p1p3

0.775MPa解：压缩比为60,故应采用二级压缩。o一一一一o一一一一2

n1=441K4-16有一离心式气机每分钟吸入的空气排出时p2=0.5MPa,t2=75C设过程可逆求(1)压气机所需功率为多少千瓦？

该压气机每分钟放出的热量为多少干焦？解(1)RT1=8.04kg/sln(p2/p1)nln(v1/v2)_nR_

Wsmnwm(T1T2)n11183KW(2)

mc

nk

T1)

三台空气压缩机的余隙容积均为进气状态均为出口压力均为压缩过程的指数不同，分别为n1=1.4,n2=1.25,n3=1。试求各压气机的容积效率(假解:

14(q1]p1设膨胀过程的指数和压缩过程的指数相同0.5:n=1.4:=0.84v

10.06*[(不1]0.10.87n=1:

v=0.76It,c12101p21233322121tc5-4It,c12101p21233322121tc5-4,12T1第五章热力学第二定律87331364.14%

t,c

873t,c

Q

1

0.641410064.14kW1Q10.641410035.86kW

t,c

TTT

4001000

60%W

,

c

Q0.61000600kJ<700kJ该循环发动机不能实现

TT1.011000300707kJ/kgqlnRTlnRRTlnTPiPTwqq707362.8344.2kJ/kgw344.2q707

48.68%TT120/T1000八

Tc

wq0.7707495kJ/kg263,1QQ15-5(1)293TT29326312

Q2,c

1000009.773600

2.84kWP100000kJ/h(

1000003600

27.78kWT293273i2i总222Ki可QW0QT293273i2i总222Ki可QW0QW0v2iv2ii22T

i

293

14.652c5-6⑴，P0.455kW2

,

c

9.773600TT12002i2得K40c

Q

2,

c

Q0.351000015000kJ/h5.8

QQ11000010.37000kJ/h21tQQQ15000700022000kJ/h可逆绝热压终态温度_11,41▽T一P0,1逆过程不可逆过程u且W1.1W,则U1,1UmcTTi.imcT1TTT3001.1410.63002121

KcIn-2-Rln-p2pPp=0.00286kJ/kg.K5-10理论制冷系数

0.1

1.01ln0.287lnT258TT29312

421.70.3一3000.17.37制冷机理论功:

1,c

125700

4.74kWQ

i

1257004.743600142756kJ/h冷却水量:

QH

i

142756t4.197

4867.2kg/h5.11⑴

QU1热源在完成不可逆循环后嫡0.026kJ/kg.K1120，2p3P3131120，2p3P3131221PP3322T21则第二个过程热源吸热：-QQT0.0261006000.026115.6kJ2lT工质向热源放热：WQU115.63085.6kJ225-12可逆定温压缩过程嫡：一12sRlnpP可逆过程耗功P1

264kJ/kg

0.66kJ/kgK实际耗功:

w1.25w1.25264因不可逆性引起的耗散损失:qww33026466kJ/kgq660.660.44kJ/kgK总嫡变：TqGTCTT5-13w11CTT1TT1qqVT2T1T2T1TTRTIn1V12223.qP1PIII包q1RTInaT1n1⑴31940KT2

包

C

V1PP1包TT1n-PT~JT1nV12422PP1166%T1940(2)WQ100066%660kJ01W,maxW,max10,max0Q1WWW

d

1222v211121222v21112221v」32111v2125-16

5

pM4000.1」0.445kgm

pV=0.238kg20.2872932U眸CTT0mimRT2VV

〃306K0.3MPaSmmsi12

2,Tp,TpmRlnmcIn12pTppTp

一

一0.0093kJ/K2930.25-17(1)p1

p2TT4002.51000K一1qIn0.28723V

1264.3kJ/kg⑵wqq1

2

433.8

264.3169.5kJ/kgq39.0%qcTT0.7231000400433.8kJ/kg

1

Wmwms

T

20T2221TT色。.229.4K⑵p1

11.41Wmwm0.51.4s34.5kW

T0.287298229.41211.412iP2212211.4112u1u21202020211k2w12232iP2212211.4112u1u21202020211k2w12235-19

PPT

1

1

1.310^7515.53031.41Si环嫡变:

950.8T2900

0.175kJ/kgKS空气嫡变:

2

cInRln

二P515.51.005In

0.287ln

一

1

0.127kJ/kgKS

iso

S!

0.1303s0.1750.1270.048kJ/kgK25-20

T

PP

8001

寸

TexexU

T

0.2968800505.11.41UPVMTS

218.8kJ/kg

2PP

RTP505.1

50.8kJ/kg孤立系统嫡变排开环境所作的功为作功能力损失(51.2kJ/kg)

P

0.2刊2TT"800

n11.21V

T12n11P2P

0.2968800611.80.296880030.237m/kg10000.908m/kg200

279.3kJ/kg222l0.20kJ/kgKu1u21202i222l0.20kJ/kgKu1u21202i0202i0；1PInRlnDPT1lIn800

R।InRln0.2968ln呼0.1exex

UUPV

V

Ts

S

i1

PV

V

Ts0.2968

611.8m也RT0.2875001

QmcTT13.941.0056005001400.7kJP2T6002In21.005In0.1832kJ/kgKPP500ExQTq0AnTq02-11sh1h22-11sh1h25-23RIn-PP

2

T1.40.28750032012180.74kJ/kg11.411.005In0.287In-CPTT2Ts

3200.15000.51.005500320

W

180.74184.92

5-24(1)

1

Td0

70%toTTPvT21v22ToTTPvT21v22TTvTvQ

i

Q

2

1T

1980

1

327

300

1320

LTS3000.0927kJ0iso

符合第六章习题解答6-1

Th_PPv

vvT—6-2

C

PJ

T

PvRRTT

T-6-3(1)

T

v

dTT

RTvb

v分:

11UUa—1“h

2几

PVPiMa--

11

ds

CvdTvPTP上Rlnvb1

一dvbCPpR_PTvb

RT2avvvvvvvvvvvvvvRRTvb

2

2vb

2a-3V

2avbRTv

2duC

RTvb

pdv6-4

C

dvvdTT

p.CR.dvTTvb

T（湿蒸气区恒定）6-6Cdv

6-7RTln

一vV

IvvpvvpduC

_p

dvCpdv(1)⑵p

dp

CdTvTvdppvpv°.22〔vpv°.22〔

ds

CT

dp

CT

p

dv

CpvTds6-92PT2

C

与无关仅与有关6-10

CpvdpCvdTpdvc

p

c

p

p6-11

一RTln-2V

Cv

031681137.6425782.720.6

l

20

5762.1kJ/kmo6-12

,pln

P

I

1.3072

2833.471PPe

1.3072

1.3072

5.4

Pa第七章水蒸气当水的温度压力别为0.050.1、及寸，各于什么状态弁求出该状态下的焰值。解：查表知道时饱和压力为。因此在、、0.1、及时状态分别为过热、未饱和、未饱和，未饱和、未饱和。焰值分别为kJ/kg,335kJ/kg,335.3kJ/kg,335.7kJ/kg。已知湿蒸汽的力度。试分别用水蒸气表和图求出

o解：查表得h''=2777kJ/kgv''=0.1943m3/kgu''=h''pv''=2582.7kJ/kgkJ/kgs''=6.5847kJ/(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)

h'=762.6kJ/kgv'=0.0011274m3/kgu'=h'-pv'=761.47s'=2.1382kJ/(kg.K)在的容器中装有湿饱和蒸汽，经测定其温度210C,饱和蒸汽的含量试此湿蒸汽的干度、比容及焰值。解的饱和汽和饱和水的比容分别为：v''=0.10422m3/kgv'=0.0011726m3/kgh''=2796.4kJ/kgh'=897.8kJ/kg湿饱和蒸汽的质量：工

mvVxv(1x)vm解之得：x=0.53比容vx=xv''+(1-x)v'=0.0558m3/kg焰将2kg水盛于积为的抽空了的密闭刚性容器中加热至200c试求容器中(压力；(2)焰；(3)蒸汽的质量和体积。解(1)

查200c的饱和参数h''=2791.4kJ/kgh'=852.4kJ/kgvvvxvxv(1x)vv''=0.12714m3/kgv'=0.0011565m3/kg饱和压力。刚性容器中水的比容：0.2v2=0.1m3/kg<v因此是湿蒸汽。压力是饱和压力。度：v''v'焰hx=xh''+(1-x)h'=2364.8kJ/kg蒸汽的质量和体积：V=mvxv''=0.19834m3知的湿蒸汽，在时，其湿度(1此湿蒸汽的质量与焰。解p=0.9MPa的饱和参数h''=2773kJ/kgh'=742.6kJ/kg湿蒸汽的质量：'''0.0759m3/kgV-v

：一台采暖锅，每小时能生产压力(绝对x=0.95的蒸汽。当蒸汽的流速c425m/s时，管道中的压力损失可以不计，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'=0.0011274m3/kgvxv(1xpp*.*.*27255561vxv(1xpp*.*.*272555614蒸汽体积流量

mv3600输汽管的半径最小为内径0.0626m

r

廿=0.0313m某空调系统采'')v'

的湿蒸汽来加热空气。暖风机空气的流量为每小时标准空气通过暖风机从被加热到。设蒸汽流过暖风机后全部变为的凝结水。求小时需要多千克蒸(空气的比热为定值解：空气吸收的热：_5,pV,1104000qmct1.01120p287273

=619000kJ/h的饱和参数：h''=2725.5kJ/kgh'=561.4kJ/kg、x=0.94蒸汽焰hx=xh''+(1-x)h'=2595.7kJ/kg需蒸汽qms法二：湿蒸汽中起加热作用的仅为干饱和蒸汽ctapm

转

29310051200.)=306.6kg/h.94*(气缸中盛有的干饱和蒸汽在容下却至。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：vxvxv''=0.89202m3/kgh''=2706.6kJ/kgp1=0.19854MPa容积V=mv''=0.44601m3t=80C的饱和蒸汽参数v'=0.0010292m3/kgv''=3.4104m3/kgh''=2643.8kJ/kgh'=334.92kJ/kgp2=0.047359MPaV0.44601比容：=0.89202m3/kgVvx干度：v''v'=0.26焰放出的热量：q=m(h''120-hx-vx(p2-p1))=817kJ79有一刚性容器，用一薄板将分隔为B两部分。在盛有压力pA=0.5MPa的干饱和蒸汽中盛有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。求(容器的总容积及终了时蒸汽的干度(2)蒸汽传给环境的热量。解(1)容器总容积pA=0.5MPa的干饱和蒸汽参数v''=0.37481m3/kgh''=2748.5kJ/kguA=2561.1kJ/kgA占容积：pB=1MPa的饱和蒸汽参数v''=0.1943m3/kgv'=0.0011274m3/kgh''=2777kJ/kgh'=762.6kJ/kgvB=xv''+(1-x)v'=0.155m3/kghB=xh''+(1-x)h'=2374kJ/kguB=2219kJ/kgB占容积VA=mBv=0.31m3总:V=VA+VB=0.685m3的饱和蒸汽数h''

=2762.9kJ/kgh'=697.1kJ/kg如以(如以(22VVv蒸汽比容：m0.228m3/kg蒸汽干度：v''v'(2)

由蒸汽传给环境的热量终了时的焰：hx=xh''+(1-x)h'=2502kJ/kgux=2342.4kJ/kgq

mU(mmBABx

710将的蒸汽在定压条件下加热到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,求膨胀过程所作的功量。解：查表p1=0.6MPa,t1=200Ch1=2850kJ/kgv1=0.352m3/kg(u1=2639kJ/kg)查表p2=0.6MPa,t2=300Ch2=3061kJ/kgv2=0.4344m3/kgs2=7.372kJ/(kg.K)(u2=2801kJ/kg)查表h3=2680kJ/kgv3=1.706m3/kg(u3=2509kJ/kg)定压过程加入的热量和内能变化量uhpv2110.6106(0.43440.352)

=162kJ/kg绝热膨胀过程所作的功量h2h3

p

3v3)

=

7-11汽轮机进汽参数为：蒸汽在汽轮机绝热膨胀到后排冷凝器。求：（）可逆绝热膨胀时蒸汽的终参数及汽轮机所作的功；（）若蒸汽在汽轮中为不可逆绝热膨胀，引起的嫡产为（kg.K）汽轮机作的功将多少解：查表p1=3MPat1=450C的参数tht解(1)143029400tht解(1)1430294002h1=3344kJ/kgs1=7.083kJ/(kg.K)则绝热膨胀到时蒸汽的终参数t2=32.88Ch2=2160kJ/kgv2=23.52m3/kg汽轮机所作的功w

h

1184kJ/kg

不可逆绝热膨胀后的嫡为s3=7,083+0.25=7.333kJ/(kg.K)p3=5kPa蒸汽终参数：h3=2236kJ/kg汽轮机所作的功1108kJ/kg7-12有一台工业锅炉，每小时能生产压力的过热蒸汽10t。已知给的温度25C；从锅筒引出的湿蒸汽的干度=0.96;湿蒸汽在过热蒸汽中再加热300C；煤的发热值为求(1)若锅炉的耗煤量B=1430kg/h,求锅炉率(2)蒸汽在过热器中所吸收的热量及内能的变化量。：42.042MkJ/hp1=1.4MPa,t1=300C的过热蒸汽的参数：取水为定值比热，具的焰值h0=25X4.1868=104kJ/kg单位蒸汽吸热量总吸热量：QmqQ2锅炉效率：Q69.84%(2)

湿蒸汽的参数定压过程吸收的热量废，锅气废，锅气温ooq=m(h1-hx)=3.32MkJ内能的变化：m(hv)Up

有一进入该烟为度为ty2=200此锅炉每小时可产生的干饱和蒸汽200kg,锅炉进水温度为炉效率为(1)求每小时过的烟气量(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上。解：ts=100C的干饱和蒸汽的焰h=2676.3kJ/kg20c水的焰：水的吸热量：q1=200*(2676.3-83.7)=518520kJ/h烟气的放热量：q1q=864200kJ/h气量：q864200m

ct1.01400

=2139kg/hvRT二包p

100000

=1.93m3/kgV=mv7-14湿蒸汽进入干度计前的压力p1=1.5MPa,经节流后的压力p2=0.2MPa,温度试用焰嫡图确定湿蒸汽的干度。解：节流前后焰不变查图得：第八章湿空气p00023368sssvBppst»、3kg/mamkgVakg/kp00023368sssvBppst»、3kg/mamkgVakg/kvmm(d2d)p度力相对湿度的空气2.5m3o求该湿空气的含湿量、水蒸气分压力、露点、水蒸气密度、干空气质量湿气该湿空气在压力不变的情况下，被冷却为的饱和空气，求析出的水量。解（1）水蒸气分压力：根据查水蒸气表得对应的饱和压力为MPappv

00023368

p622含湿量：Bvp露点：查水蒸气表，当时，饱和温度即露点t14.35C/3kg1水蒸气密度：pV(105求湿空气质量

2287湿空气

10.378

P105

288.8

J/(kK)g?干空气质量：2.92查在查水蒸气表得对应的饱和压力为PPVSd2622p^

p

1.228kPas含湿量=7.73gg析出水量：wa度力相对湿度的湿空气。求该湿空气的露点、对湿度、含湿量、湿空气密度、干空气密度、湿空气。解：水蒸气分压力：psvs25C,=43.36sk/mvsspsvs25C,=43.36sk/mvss/kgvsavk/mavaPP根据查水蒸气表得对应的饱和压力为p

p0.5X3.169=1.58kPa露点：查水蒸气表，当时，饱和温度即露点t13.8C''3,.vt绝对湿度：d622622一p^-湿量：BP

''3湿空气密度：53

RT287298va(10.001606d)510001dvm/k=0.867g

kg/m11a-3干空气密度：1.15gVm湿空气容积v10.001d8600m38-3查表题压力为的湿气，在温度相对湿度的状态下进入加热器，在离开加热器。进入加热器的湿空气容积为=10000m3求加热量及离开加热器时湿空气的相对湿度。解：查饱和空气状态参数t1=5C,s」二872Pa2=20C,t1=5C,1=60%时%=872X60%=523.2Pa

s2,

=2.337kPa分别计算状态参数：2kJ/kgaPa2ma2--as22kJ/kgaPa2ma2--as2s2aWaaia2eaia2ed1622

巴一BPvi

3.2g/kg(a)hii.0iti0.00idi(250ii.85ti)

i3.08kJ/kg(a)在加热器中是等湿过程：d2di

3.2g/kg(a)

h21.01t20.001d2(25011.85t2)

(a)

查图得湿空气相对湿度：2=23%m

a

aV(101325523.2)10000

干空气的质量：加量：qm(h2

19X105kJ有两股湿空气进行绝热混合，已知第一股气流的11=20C,1=30%;第二股气流的t2=35C,2=80%如股气流的压力均为分别用图解法及计算法求混合后的焰量、温度、相对湿度。解：图解法略。计算法：查饱和空气状态参数11=20C,s」=2.337kPa,h1=31.14kJ/kg(a)t2=35C,

P

s2，PRTd1622

一

4.37g/kg(a)d2622

2PB2P

m

a1

PRT

mh2h焰：aima2md2deepPpppaeepPpppaR287294amm(10001d)=am

=17.9g/kg(a)a1%图得：t28.5C=73%已知湿空气的试用的焰湿图，确定该湿空气的露点、湿球温度、相对湿度、水蒸气分压力解：露点湿球温度20.8C相对湿度p

3.167kPas水蒸气分压力

=2185Pa在容积V=60C的房间内，空气的温度和相对湿度分别为21c及70%。问空气的总质量及焰值各为多少？设当地大气压B=0.1013MPa解：空气对应的饱和压力：s水蒸气的分压力：s温度21C和相对湿度分别为70%的空气48.77kJ/kg(a)pV(1013001729.5)60m干空气的质量：

a空气的含湿量10.8g/kg(a)空气的总质量：

71.5kgaaa(h2h1)aaa(h2h1)空气的焰值:

mh

将温度空气力口热到然后送入到干燥器。空气在干燥器总与外界绝热的情况下吸收物料总的水份离开燥器的相对湿度增至3=90%。当地气压力。试(1)空气在加热器中的吸热量；(2)空气在干燥器中吸收的水份解：查表t1=15C,

p

=1.704kPas1t2=35C,

p

2

=5.622kPa计算状态参数t1=15C,1=60%时%1P

=1.02kPas1d1622p

1

6.33g/kg(a)v1h11.01t10.001d1(25011.85t1)加热器中是等湿过程：d1

6.3g/kg(a)

h21.01t20.001d2(25011.85t2)

515kJ/kg(a)查图得湿空气相对湿度：2=18%m

aa

PVRT

干空气的质量加热量qm

a

干燥器中是绝热过程由查表得d3=吸收的水份：aaamammaaamam