工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案chapter8

1、8-1溫度t =20C,壓力p =0.1MPa,相對(duì)濕度 70%的濕空氣2.5m3 求該濕空氣的含濕量、水蒸氣分壓力、露點(diǎn)、水蒸氣密度、干空氣質(zhì) 量、濕空氣氣體常數(shù)。如該濕空氣在壓力不變的情況下，被冷卻為 10C的飽和空氣，求析出的水量。解：(1)水蒸氣分壓力：根據(jù)t=20C，查水蒸氣表得對(duì)應(yīng)的飽和壓力為Ps =0.0023368 MPaPv 二 Ps =0.7 0.0023368 =0.00163576 MPa含濕量：d =622 創(chuàng)一=622 = 10.34g/kg(a)B - PvB - 邛$露點(diǎn)：查水蒸氣表，當(dāng)Pv =0.00163576 MPa時(shí)，飽和溫度即露點(diǎn)t -14.35Cv

2、=81.03 m3 / kg水蒸氣密度：丄= 0.01234 kg/m3v干空氣質(zhì)量：ma二型05一163576) 2J2.92 kgRaT287 漢 293求濕空氣質(zhì)量 m = ma(1 0.001d) = 2.95 kk濕空氣氣體常數(shù)：R=287 =288.8J/(kgK)1 -0.378出105查在t =10C，查水蒸氣表得對(duì)應(yīng)的飽和壓力為Ps =1.228 kPaPv = Ps含濕量：d2=622 j = 7.73g/kg(a)B - Pv析出水量：mw =ma(d2-d) = 7.62g8-2溫度t=25 C,壓力p=0.1MPa,相對(duì)濕度50 %的濕空氣10000kg。求該濕空氣的

3、露點(diǎn)、絕對(duì)濕度、含濕量、濕空氣密度、干 空氣密度、濕空氣容積。解：水蒸氣分壓力：根據(jù)t =25 C,查水蒸氣表得對(duì)應(yīng)的飽和壓力為ps=3.169kPaPv = Ps = 0.5X 3.169=1.58kPa露點(diǎn)：查水蒸氣表，當(dāng)Pv =1.58kPa時(shí)，飽和溫度即露點(diǎn)t =138Ct =25C , vS = 43.36m3/kg絕對(duì)濕度：二 /vS = 0.0115kg/m3含濕量：d =622 Pv622 P = 9.985g/kg(a)B - PvB ®Psr t287 工 298濕空氣密度：v = (1 0.001606d)&(1 0.001606 9.985)p10=0

4、.867m3/kg:、10.001dv=1.16kg/ m3干空氣密度：；二丄=1 = 1.15kg / m3Vav濕空氣容積：V - mavv = 8600 m1 +0.001d8-3查表題 8-4壓力B為101325Pa的濕空氣，在溫度t1 = 5C,相對(duì)濕度 1=60%的狀態(tài)下進(jìn)入加熱器，在t2 = 20 C離開加熱器。進(jìn)入加熱器的濕空氣容積為V1 = 10000 m3。求加熱量及離開加熱器時(shí)濕空氣的相對(duì)濕度。解：查飽和空氣狀態(tài)參數(shù)t1= 5C, ps,i = 872Pat2 = 20 C, ps,2 = 2.337kPa分別計(jì)算狀態(tài)參數(shù)：t1= 5C,1= 60% 時(shí)Pvi = 872

5、X 60% = 523.2 Padi =622PviB - Pvi=3.2g/kg (a)4hi=i.0iti o.ooid 1(2501 i.85ti)=13.08kJ/kg(a) 在加熱器中是等濕過(guò)程：d2 =d1 = 3.2g/kg(a) h2 =1.01t2 0.001d2(2501 1.85t2)= 28.32 kJ/kg(a) 查圖得濕空氣相對(duì)濕度：2 = 23%干空氣的質(zhì)量:maPaV (101325-523.2) 10000RJ 一287 278加熱量：5q 二 ma(h2 -h1) =12634 (28.32 -13.08) = 1.9 X 105kJ85有兩股濕空氣進(jìn)行絕熱

6、混合，已知第一股氣流的V1 =15m3/min, t1 = 20C,1= 30%;第二股氣流的 v2 = 20m3/min , t2=35C, 2= 80%。如兩股氣流的壓力均為1013X 102Pa,試分別用圖解法及計(jì)算法求混合后的焓、含濕量、溫度、相對(duì)濕度。解：圖解法略計(jì)算法： 查飽和空氣狀態(tài)參數(shù)t1= 20C, ps,1 = 2.337kPa, h仁 31.14kJ/kg(a) t2= 35C, ps,2 = 5.622kPa, h2=109.4 kJ/kg(a) dl=622 込 4.37g/kg(a)B Psid 6222Ps2 = 28.9g/kg(a)B ®2ps2ma

7、i罟“需爲(wèi)叭17.65 kgma2Pa2V = (101300 5322) 70 =2175 kgRaT 一 287 308-. g焓:hc 二 maih1 ma2h2 = 74.34 kJ/kg(a)mai ma26#dcmaid1ma2d2=i7.9 g/kg (a)mai ma2查圖得：tc =285Cc = 73%8-6 已知濕空氣的 h=60kJ/kg(a) , t=25C，試用 B = 0.1013MPa 的焓 濕圖，確定該濕空氣的露點(diǎn)、濕球溫度、相對(duì)濕度、水蒸氣分壓力。解：露點(diǎn)19C濕球溫度20.8C相對(duì)濕度69%Ps =3.167kPa水蒸氣分壓力P Ps = 2185Pa8-

8、7在容積V = 60C的房間內(nèi)，空氣的溫度和相對(duì)濕度分別為 21C及 70%。問(wèn)空氣的總質(zhì)量及焓 kg值各為多少？設(shè)當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?B = 0.1013MPa。解：空氣21C對(duì)應(yīng)的飽和壓力：Ps=2.485kPa水蒸氣的分壓力：p ps = 1.7295 kPa溫度21C和相對(duì)濕度分別為70%的空氣焓：48.77kJ/kg（a）干空氣的質(zhì)量：PaV 01300-1729.5)6 70.8kgRaT287 294空氣的含濕量：d =62210.8g/kg(a)BPv空氣的總質(zhì)量：m = ma(1 0.001d) = 71.5 kg空氣的焓值：mah =70.8X 48.77= 3452.9 kJ8

9、-8將溫度t1 = 15C, 1= 60%的空氣200m3加熱到t2= 35 C，然后 送入到干燥器。空氣在干燥器總與外界絕熱的情況下吸收物料總的水 份，離開干燥器的相對(duì)濕度增至3= 90 %。設(shè)當(dāng)?shù)卮髿鈮毫 =0.1013MP&試求（1）空氣在加熱器中的吸熱量；（2）空氣在干燥器中 吸收的水份。解：查表t1 = 15C, psi = 1.704 kPa t2 = 35 C, ps,2 = 5.622kPa 計(jì)算狀態(tài)參數(shù)：t1 = 15C,1= 60% 時(shí)Pvi 二 ipsi = 1.02 kPadi =622PviB - pvi=6.33g/kg (a)8hi =i.oiti o.

10、ooidi(25oi i.85ti)=3i.i5kJ/kg(a) 在加熱器中是等濕過(guò)程：d2 = di =6.3g/kg (a) h2=i.oit2 o.ooid2(25oi i.85t2)=5i.5 kJ/kg(a) 查圖得濕空氣相對(duì)濕度：2= i8%干空氣的質(zhì)量:maPaV _(ioi3oo-io2C)x2oo _242 6kgRaT 一 287 288 一 加熱量:q =ma(h2-hi) =4937.8kJ干燥器中是絕熱過(guò)程h3=h2=5i.5 kJ/kg(a)由 3 = 9。查表得 d3 = i2.64g/kg(a)吸收的水份：mw 二 ma(d3d2) = i538.4g8-9某空

11、調(diào)系統(tǒng)每小時(shí)需要tc= 2iC,c= 6。的濕空氣i2ooom3c已知新空氣的溫度t1 = 5C, 1 = 80%，循環(huán)空氣的溫度t2 = 25C,2= 70%。新空氣與循環(huán)空氣混合后送入空調(diào)系統(tǒng)。設(shè)當(dāng)時(shí)的大氣 壓力為0.1013MP&試求（1）需預(yù)先將新空氣加熱到多少度？ （2）新空氣與循環(huán)空氣的流量各為多少（kg/h）?解：已知：t1= 5C, 1 = 80%,t2= 25C, 2= 70%查h-d圖可得：h1=15.86 kJ/kg(a)d1=4.32g/kg(a),h2=60.63 kJ/kg(a)d2=13.93 g/kg(a)求tc= 21C, c = 60%的水蒸氣分壓力

12、hc= 44.76 kJ/kg(a), dc=9.3g/kg(a), Ps1 = 2.485kPa P“ = 1.49kPa,求干空氣質(zhì)量：paV=(101300-1490)120004195kg/hRaT287 294根據(jù)混合空氣的焓和含濕量計(jì)算公式可得:ma1 =6839 kg/hma2 =7356 kg/hh=27.7 kJ/kg(a)根據(jù) d=d1=4.32 g/kg(a)查圖得t=17C8-10為滿足某車間對(duì)空氣溫度及相對(duì)濕度的要求,需將 t1 = 10C, 1=30 %的空氣加熱加濕后再送入車間，設(shè)加熱后空氣的溫度t221C，處理空氣的熱濕比；=3500。試求空氣終了時(shí)的狀態(tài)參數(shù)

13、d2、h2、2。解：由 t1 = 10C, 1= 30%,； = 3500查圖得：h2 = 56 kJ/kg(a), d2=13.5g/kg(a),2= 85%8-11某空調(diào)系統(tǒng)每小時(shí)需要t2 = 21 C,2=60%的濕空氣若干(其中干空氣質(zhì)量ma =4500 kg/h)?，F(xiàn)將室外溫度t1 = 35C,申1= 70%的 空氣經(jīng)處理后達(dá)到上述要求。(1)求在處理過(guò)程中所除去的水分及放 熱量；(2)如將35C的純干空氣4500 kg冷卻到21 C，應(yīng)放出多少 熱量。設(shè)大氣壓力 B = 101325PQ解：(1)查h-d圖t2 = 21C,2 = 60%t1= 35C,1= 70% 得h1=99.

14、78kJ/kg(a)d1=25.17 g/kg(a)h2=44.76kJ/kg(a)d2=9.3 g/kg(a)處理過(guò)程除去的水分 mw二ma(d1-d2)=71.4 kg/h放熱量：q 二 ma(h1 - h2) = 247.6 kJ/h(2)將35C的純干空氣4500 kg冷卻到21 C，放出熱量q = maCp(t1 -t2) = 63630kJ8- 12已知濕空氣的溫度t = 18C，露點(diǎn)td = 8C ,試求相對(duì)濕度、絕對(duì)濕度及含濕量。如將上述濕空氣加熱至40C，其相對(duì)濕度、絕對(duì)濕度有何變化？如將其冷卻至飽和狀態(tài)，求其相對(duì)濕度與絕對(duì)濕度。當(dāng)時(shí)大氣壓力為0.1013MPa。解：(1)查

15、圖得：仁52 %vs = 65.08m3/kgv1 =汨= = 0.008kg/m3Vsdi =622 Pv =6.7g/kg(a)B - Pvi(2) 相對(duì)濕度2=14%vs = 19.5m3/kg絕對(duì)濕度 L2匚二上=0.0072kg/m3Vs(3) 冷卻至飽和狀態(tài) 3=100%飽和溫度為8C3Vs = 120.9m3/kg絕對(duì)濕度匚=0.00827kg/m38-13冷卻塔中水的溫度由38C被冷卻至23C，水流量100X 103kg/h。 從塔底進(jìn)入的濕空氣參數(shù)為溫度15C，相對(duì)濕度50%，塔頂排出的是 溫度為30C的飽和空氣。求需要送入冷卻塔的濕空氣質(zhì)量流量和蒸 發(fā)的水量。若欲將熱水(3

16、8C)冷卻到進(jìn)口空氣的濕球溫度，其他參 數(shù)不變，則送入的濕空氣質(zhì)量流量又為多少？設(shè)大氣壓力B =101325Pa解：查h-d圖t1 = 15C, 1= 50%t2 = 30C, 2= 100% 得h1=28.45kJ/kg(a)d1=5.28 g/kg(a)h2=99.75kJ/kg(a)d2=27.2 g/kg(a)由t3= 38C和t4= 23C,取水的平均定壓比熱cpm = 4.1868kJ/(kg.K)水的焓值：hw3 = 159.1 kJ/kghw4 = 96.3 kJ/kg干空氣的質(zhì)量：ma=90.7X103kg(a)/hmw3 (hw3 hw4 )(h2-h1)-hw4(d2-d1) 10送入濕空氣的質(zhì)量m=ma(1 0.001d1) = 91.2 X 103kg/h蒸發(fā)的水量mw =ma(d2-d1) 10； = 1988 kg/h(2)查圖濕球溫度為9.7C, hw4 = 40.6kJ/kgma3 (hw3 hw4 )(h2-h1)-hw4(d2-d1) 10=168.3X 103kg(a)/h送入濕空氣的質(zhì)量m 二 ma(1 0.001d1) = 169.2X 103kg/h 8-