化工热力学第六章习题解答

1、第六章 习题解答1. 求算在流动过程中温度为540，压力为5.0MPa的1kmol氮气所能给出的理想功为多少？取环境温度为15，环境压力0.1MPa。氮气的摩尔定压热容Cp=17.86+4.2710-3T kJkmol-1K-1。2. 某厂有一输送90热水的管道，由于保温不良，到使用单位时，水温已降至70，试求水温降低过程的热损失与损失功。设大气温度为25。解：管道中压力没有变化，且压力对焓、熵的影响可忽略，故采用饱和水的数据计算。3.有一逆流式换热器，利用废气加热空气。空气从0.1MPa、20的状态被加热到125，空气的流量为1.5kgs-1。而废气从0.13 MPa、250的状态冷却到95

2、。空气的比定压热容为1.04kJkg-1K-1，废气的比定压热容为0.84kJkg-1K-1，比定容热容为0.63kJkg-1K-1。假定空气与废气通过换热器的压力与动能变化可忽略不计，而且换热器与环境无热量交换，环境状态为0.1MPa、20。试求：（1）换热器中不可逆传热的有效能损失D?（2）换热器的有效能效率？解：4.某制冷装置采用了R12为制冷剂，以25的饱和液体状态进入节流阀，离开阀的温度为-20。（1）假设此节流过程为绝热的，其有效能损失为多少？（2）若节流过程中制冷剂从环境吸收5.0kJkg-1热量，此时有效能的损失又为多少？设环境温度27，压力0.1 MPa。查表得，绝热S(-2

3、0)-S(25)0.01；不绝热S(-20)-S(25)0.05（1）（2）5. 某工厂的高压蒸气系统，每小时能产生3.5t中压冷凝水，再经闪蒸产生低压汽回收利用，试比较下列两种回收方案的有效能损失。方案1：中压冷凝水1直线进入闪蒸器，产生低压蒸气2和低压冷凝水3；方案2：中压冷凝水经锅炉给水预热器和锅炉给水5换热变为温度较低的中压过冷水4，再进入闪蒸器，仍产生低压蒸气和低压冷凝水3。两方案入习题图2所示。各状态的状态参数和焓值、熵值如下表。假定忽略过程的热损失，环境温度298.15K。解：方案1：8. 有一单级压缩机压缩丙烷，吸入压力为0.3 MPa，排出压力2.8 MPa，进压缩机温度为2

4、0，处理量为20kmolh-1。如果压缩机在绝热可逆下操作，问所需功率为多少？已知丙烷的摩尔定压热容为Cp=5.4+0.02T(kJkmol-1K-1) T=914.48K9. 一朗肯循环蒸气动力装置的锅炉供应2.45 MPa（绝压）、430的过热蒸气给透平机，其流量为25200kgh-1。乏汽在0.0135 MPa压力下排至冷凝器。冷却水温21。假定透平是绝热可逆的，冷却器出口是饱和液体，循环水泵将冷凝液打回锅炉的过程也是绝热可逆过程。求：（1）透平所做的功；（2）泵功；（3）每千克蒸气从锅炉中吸收的热量；（4）如果一循环在锅炉的沸点223接受热量，在21冷凝排出热量，求最大功；（5）如果每小时从工艺蒸气中抽出0.29 MPa、13800kg的蒸气作其他用途，剩余部分仍膨胀至0.0135 MPa，求透平所做的功。（1）（2）（3）11.压缩机出口氨的压力为1.013MPa，温度为30，若按下述不同的过程膨胀到0.1013MPa，试求经膨胀后氨的温度为多少？ （1）绝热节流膨胀； （2）可逆绝热膨胀。解：（1）绝热节流膨胀过程是等焓过程，从P-H图上沿着等焓线可找到终态2为0.1MPa温度为10。 （2）可逆绝热膨