工程热力学经典例题第六章

６．４典型题精解例题６－１利用水蒸气表判断下列各点的状态，并确定其h，s，x的值。解（１）由饱和水和饱和蒸汽表查得p=2MPa时，显然，可知该状态为过热蒸汽。查未饱和水过热蒸汽表，得，时，对于过热蒸汽，干度x无意义。查饱和表得p=9MPa时，可见，该状态为湿蒸汽，其干度为又查饱和表得时按湿蒸汽的参数计算式得=2489.0kJ/kg(3)显然，该状态为湿蒸汽状态。由已知参数查饱和水和饱和蒸汽表得按湿蒸汽的参数计算公式得（４）由饱和水和饱和蒸汽表查得当时，，显然，所以该状态为未饱和水。通常的状态参数可利用与的对应状态参数内插得到，但此处与跨越了未饱和表中的黑粗线，说明它们分别处于不同相区。应使内插在未饱和水区内进行，选取离最接近的与的未饱和水参数内插。查未饱和水和过热蒸汽表得，时，时于是时对于未饱和水干度x无意义。宪（５）链时，饱和样蒸汽比体监积桶，可见挖，该状态谱为过热蒸旅汽。查过兔热蒸汽表命得时，时，哲该状态的采温度可由和比体积值非求得讨论死应该注意听，在利用恶未饱和水避与过热蒸贴汽作内插终时，不允钻许跨越表梯中的粗折否线，如遇症这种情况芒，应选用励更详细的哲表，或使境内插计算迎在未饱和砖水（或过额热蒸汽）届区内进行洁。向例题６－付２在一惧台蒸汽锅匙炉中，烟小气定压放伴热，温度光从壮降低到该，所放出炼的热量以愚生产水蒸熟汽。压力殖为赠9.0M抄Pa酷、温度为岩的锅炉给道水被加热验、汽化、特过热成压丈力为去、温度为缩的过热蒸糊汽。将烟毁气近似为稿空气，取倒比热容为绸定值，且惩。试求：绞产生材1kg包过热蒸汽稻需要多少舒千克烟气包？颂生产载1kg谣过热蒸汽若时，烟气复熵的减小由以及过热研蒸汽熵的誓增大各为程多少？携（３）将折烟气和水闯蒸气作为题孤立系，果求生产１俱kg畜过热蒸汽第时，孤立停系熵的增略大为多少女？设环境桶温度为查，求做功备能力的损葛失，并在跨T-s锁图上表示某出。做解由过硬冷水和过谨热蒸汽表慎查得臣给水：猛时，幻过热蒸汽炕：昆时征烟气的进键、出口温坡度：桶又热平衡薄方程可确痛定１妇kg筒过热蒸汽将需贼m挽kg阴烟气量烟气熵变水的熵变爬取烟气与别水蒸气作黑为孤立系炊，系统的啄熵变酿做功能力饼的损失滥其在图上盆的定性表勇示如图６论－５所示谋例题６－觉３一容汇积为手的开口容至器，装满施1.0M取pa,页的水，问秆将容器内享的水加热辫到隶将会有多淘少公斤水轧溢出？（馅忽略水的割汽化，假扇定加热过寨程中容器昨体积不变况）坏解因珍所对应的透饱和温度齿为牵,缴所以初、泉终态均处孙于未饱和伍水状态。园查未饱和果表得于是水溢出量塘例题６－嗽４两个谈容积均为止的刚性容纺器，一个跃充满屋1.0M号Pa扫的饱和水史，一个储能有赛1.0M席Pa衔的饱和蒸饥汽。若发激生爆炸时街，哪个更叙危险？斜解如容彻器爆炸，搬刚性容器伙内工质就淹快速由拢1.0M瓦Pa袄可逆绝热宿膨胀到卫0.1M失Pa错，过程中侧做功量为咳如图６－居６所示，馒此时耗1.0M樱Pa闸的饱和蒸集汽将由状御态惹a腿定熵地膨沫胀扒到玻0.1M扑P卸a圾的湿蒸汽怒状态步b科，其干度窃为环；而下的皆饱和水将稠由状态荐c梢定熵的膨角胀到胳0.1M相Pa姑的湿蒸汽匆状态很d蛙，其干度芦为肉。由饱和屋蒸汽表查微得的有关惹参数如表藏６－１所再示。雹心表６－１萍例题６度－４附表径0.1阻99.6伤34秃0.00惧1043群1.69匙43乐417.馅4孝2505丹.7茄1.30垃28影7.35甚89勉1.0垄179.护916真0.00捡1127翠0.19按440堤761.蛇7成2583菌.3支2.13禽88碌6.58弦59犹对于下执1.0M绒Pa家的饱和蒸棵汽碰由此可求杰得相应地于是故劳对于得1.0M室Pa检下的饱和幕水由此得到相应地于是故芦对比这两疲者的结果钳，可以看押出，租要比享W份大了移28.0哈倍。可见闸饱和水爆海炸时，其参危险性更腰大。膊例题６－厘５水蒸煮气压力委时，密度毒。若质量骗流量喇，戴定温放热威量疮。求终态协参数及做者功量。叮解（１互）先求蒸津汽的比体猜积一确定血过程的初凳态。幅从饱和蒸干汽表查得天，亩显然而，故１态予是过热蒸创汽。查过印热蒸汽表库得睛（２混）因热量崭已知且系净定温过程斩，故可求麦过程中熵槽变化量痰，从而得愿终态的熵方值砍，再由私及容来确定终洪点２。因为故耀由此可绘作出过程线丑如图６－窃７所示，拨按励，可由荷h-s摊图中读出织有关参数昼。为使结恰果较精确削也可以采安用计算方悟法算出终疯态有关参紫数。避由闭口系持能量方程盯式，得其中故泻显然做功劲量为负值召，可知本斯过程为一坦定温压缩警过程。季例题６－饿６守的水蒸气帝进入汽轮批机，在汽风轮机中膨亿胀到萌5kPa湾汽轮机效依率为悉0.85劫，试求：难（１）每铺千克蒸汽处所做的功岗；（２）歪由于不可陡逆引起的四熵产及有畏效能损失室（设环境征温度为块300K活）。脱解过程镇如图６－让８所示。抚由查表得撇由松及卸确定可逆歪绝热过程朝的终态２叔。因２点泄处于两相也区，所以险先确定惊，掌根据碗的实际出趟口状态的课焓值，由求得于是丢每千克蒸疤汽所做的偿功，由稳理定流动能押量方程得熵产帝有效能损催失坟kJ/k断g巡若用查图左法则比较醋方便。由黄线与薪线交点得迁状态点１心，可查得裹该点的参昂数猎等值。由列线与忙线交点得蔑２点，可颠查仗得。于是忍根据场的定义可匠求得呢恳.森由剖线与陪线号交点得２纷’闻点，可查走得留.授于是根据叮及玻求得欲求额的量。陡例题６－孔７如图换６－９所宿示，容器盘中盛有温啄度为港的切0.5k猴g退水和景4kg隙水蒸气，享现对容器桐加热，工拣质所得热烦量凡。试求容却器中工质犹热力学能校的变化和眠工质对外筛做的膨胀卵功。（设善活塞上作乐用力不变邻，活塞与潮外界绝热乏，并与器范壁无摩擦勺）哨解确定权初态的干倍度搁查饱和表帮得，计算得伯确定终态抚参数。因搞过程为定行压过程，玩则述，于是相由饱和表眉内插逗得市:票时愤因泊，所以２需态处于两在相区卵于穴是初股层代入上列关相应数值烫得：佣工质所做抄的功帐或根据闭卖口系能量神方程得讨论序求解该题拾的关键，盒一是正确缘判断系统浓中哪个参准数不变；恒二是根据诚已知条件丈求得确定纲２个状态励的独立参殖数，例如谈，１态的柄确定，及雕２态的的位的走确定。锁例题６－竟８压力点为弹、干度劈为港0.9处5排的蒸汽流矿经一直径厦为用0.02氧m愧的绝热管咬道，经过山阀门后绝碗热节流到驳０谨.冬１气MPa逗，如图６敬－１０所择示。若要专求节流前拉后蒸汽的仿流速保持抖不变，则会节流后管湖道的直径辱为多少米听？影解过程丸如图６－瘦１１所示搬。根据质树量守恒即得包由镰及叫，查狭图得。久根据节流刺过程织及浩，查得故旋例题６－矩９一台颗汽包，盛易有２具MPa解的汽水混血合物，开闯始时，水朽占容积的颠一半。如础由底部阀姻门排走匪300k农g昏水，为了世使汽包内岁汽水混合足物的温度研保持不变汗，需要加渴入多少热简量？如果知从顶部阀炮门放汽提300k芬g贸，条件如殿前，那又龟要加入多烛少热量？蛮解（１瓦）确定初直态的独立挣变量容及其他状踏态参数查表有时柏初态蒸汽箩的质量为弄初态饱和盛水的质量炸为总质量井对整个系都统，其干项度为咐或根据蛇时，既直接查梁图得叼（２）确嫁定终态的恩及其他状子态参数亲放水（或手汽）以后悼，整个系跟统厘由于过程呈保持温度纠不变，对聚于湿饱和子蒸汽，则阁也是压力遣不变。因吃此跳时的饱和钻水和干饱沸和蒸汽的愚参数也是倡终态２所粒对应的饱失和参数。气求加入的廊热量测根据热力念学第一定摆律又若放水若放汽码求加入的房热量还可份按如下方娃法：嚷终态蒸汽瓶质量为催终态水的福质量为棚过程中蒸鉴汽的产生粪量汗于是过程率中需加入狱的热量，评若放走水检，则润若放走汽惰，则冠例题６－暂10若一空调绳制冷装置猾，采用氟烫里昂梁22再作为制冷祸剂。氟里瑞昂剩22讽进入蒸发刃器时芒,劈；出口状棚态２为干泰饱和蒸气采。自蒸发数器出来，状状态２的追干饱和蒸圆气被吸入俱压缩机绝拐热压缩到望压力小时，排向抹一冷凝器辫，如图６堂－怖12苍所示。用言p-h拘图求：（稳１）在蒸毅发器中吸律收的热量购；（２）无若压缩是凶可逆绝热旨的，压缩迈１揉kg时氟里昂暑22洞所需的技声术功以及光氟里昂限22绞的压缩终晒温怀。通解工质监在蒸发器晚中的等压锡吸热过程女１－２和庙在压缩机躲中的可逆职绝热过程暴２－