工程熱力學(xué)課后作業(yè)答案(第七章)

1、 / 11 / 117-1當(dāng)水的溫度t=80，壓力分別為0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa時(shí)，各處于什么狀態(tài)并求出該狀態(tài)下的始值。解：查表知道t=80時(shí)飽和壓力為0.047359MPa。因此在0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa時(shí)狀態(tài)分別為過(guò)熱、未飽和、未飽和，未飽和、未飽和。焓值分別為2649.3kJ/kg，334.9kJ/kg，335kJ/kg，335.3kJ/kg，335.7kJ/kg。72已知濕蒸汽的壓力p=1MPa干度x=0.9。試分別用水蒸氣表和h-s圖求出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的容器中裝有濕飽和蒸汽，經(jīng)測(cè)定其溫度t=210C,干飽和蒸汽的含量mv=0.57kg,試求此濕蒸汽的干度、比容及始值。解：t=210C的飽和汽和飽和水的比容分別為：v、=0.10422m3/kgv=0.m3/kgh、=2796.4kJ

3、/kgh=897.8kJ/kg濕飽和蒸汽的質(zhì)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將2kg水盛于容積為0.2m3的抽空了的密閉剛性容器中，然后加熱至200試求容器中1)壓力；2)焓；3)蒸汽的質(zhì)量和體積。解：xx200C的飽和參數(shù)h=2791.4kJ/kgh=852.4kJ/kgv=0.12714m3/kgv=O.m3/kg飽和壓力1.5551MPa。剛性容器xx的比容：=0.1m3/kgv因此是濕蒸汽。壓力是飽和壓力1.5551MPa干度：=0.78始：hx=xh+(1-x)h=2364.8kJ/

4、kg蒸汽的質(zhì)量和體積：mv=xxm=0.78x2=1.56kgV=mvxv=0.19834m37-5已知8m3的濕蒸汽，在p=0.9MPa時(shí)，其濕度(1x)=0.65,求此濕蒸汽的質(zhì)量與始。解：p=0.9MPa的飽和參數(shù)h=2773kJ/kgh=742.6kJ/kgv=0.21484m3/kgv=0.m3/kg濕蒸汽的質(zhì)量：0.0759m3/kg=105.4kg焓：h=mhx=x（h、+（1-x）h）=105.4乂1453.24kJ=1.53乂103kJ7-6有一臺(tái)采暖鍋爐，每小時(shí)能生產(chǎn)壓力p=1MPa（絕對(duì)）、x=0.95的蒸汽1500kg。當(dāng)蒸汽的流速c425m/s時(shí)，管道中的壓力損失可以

5、不計(jì)，求輸汽管的內(nèi)徑最小應(yīng)多大？解：p=1MPa、x=0.95的比容查表飽和參數(shù)v=0.1943m3/kgv=0.m3/kg0.18464m3/kg蒸汽體積流量：=0.077m3/s輸汽管的半徑最小為=0.0313m內(nèi)徑：0.0626m7-7某空調(diào)系統(tǒng)采用p=0.3MPa、x=0.94的濕蒸汽來(lái)加熱空氣。暖風(fēng)機(jī)空氣的流量為每小時(shí)4000標(biāo)準(zhǔn)m3,空氣通過(guò)暖風(fēng)機(jī)（從0C）被加熱到120C。設(shè)蒸汽流過(guò)暖風(fēng)機(jī)后全部變?yōu)閜=0.3MPa的凝結(jié)水。求每小時(shí)需要多少千克蒸汽（視空氣的比熱為定值）。解：空氣吸收的熱量：=619000kJ/hp=0.3MPa的飽和參數(shù)：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：濕蒸汽中起加熱作用的僅為干飽和蒸汽=306.6kg/h7-8氣缸中盛有0.5kg、t=120C的干飽和蒸汽，在定容下冷卻至80Co求此冷卻過(guò)程中蒸汽放出的熱量。解：t=120C的干飽和蒸汽參數(shù)：v=0.89202m3/kgh=2706.6kJ/kgp1=0.19854MPa容積：V=mv=0.44601m3t=80C的飽和蒸汽參數(shù)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放出的熱量：q=m(h120-hx-vx(p2-p1)=817kJ79有一剛性容器，用一薄板將它分隔為A、B兩部分。在A中盛有1kg、壓力pA=0.5MPa的干飽和蒸汽，B中盛有2kgpB=1MPa,x=0.80的濕蒸汽。當(dāng)隔板抽去后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間容器中的壓力穩(wěn)定在p3=0.7MPa。求(1)容器的總?cè)莘e及終了時(shí)蒸汽的干度；(2)由蒸汽傳給環(huán)境的熱量。解：(1)容器的總?cè)莘epA=0.5MPa的干飽和蒸汽參數(shù)v=0.37481m3/kgh=2748.5kJ/kguA=2561.1kJ/kgA占容積：VA=mAv

8、=0.37481m3pB=1MPa的飽和蒸汽參數(shù)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占容積：VA=mBv=0.31m3總?cè)莘e:V=VA+VB=0.685m30.7MPa的飽和蒸汽參數(shù)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)由蒸汽傳給環(huán)境的熱量終了時(shí)的焓：hx=xh+(1-x)h=2502kJ/kgu

9、x=2342.4kJ/kg=-193.7kJ710將1kgp1=0.6MPa,t1=200C的蒸汽在定壓條件下加熱到t2=300C,求此定壓加熱過(guò)程加入的熱量和內(nèi)能的變化量。若將此蒸汽再送入某容器中絕熱膨脹至p3=0.1MPa,求此膨脹過(guò)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)定壓過(guò)程加入的熱量和內(nèi)能變化量q=h2-h1=211kJ/kg=162kJ/kg絕熱膨脹過(guò)程所作的功量=292kJ/kg7-11汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)為：p1=3MPa,t1=450C,蒸汽在汽輪機(jī)中絕熱膨脹到p2=5kPa后排入冷凝器求：(1)可逆絕熱膨脹時(shí)蒸汽的終參數(shù)及汽輪機(jī)所作的功；(2)若蒸汽在汽輪機(jī)中為不可逆絕熱膨脹，引起的熵產(chǎn)為0.25kJ/(kg.K)，則汽輪機(jī)作的功將為多少？解：查表p1=3MPa，t1=450的參數(shù)h1=3344kJ/kgs1=7.083kJ/(kg.K)則絕熱膨脹到p2=5kPa，s2=7.083kJ/(kg.K)時(shí)蒸汽的終參數(shù)t

11、2=32.88h2=2160kJ/kgv2=23.52m3/kg汽輪機(jī)所作的功1184kJ/kg(2)不可逆絕熱膨脹后的熵為s3=7.083+0.25=7.333kJ/(kg.K)p3=5kPa蒸汽的終參數(shù)：h3=2236kJ/kg汽輪機(jī)所作的功1108kJ/kg7-12有一臺(tái)工業(yè)鍋爐，每小時(shí)能生產(chǎn)壓力p1=1.4MPa，t1=300的過(guò)熱蒸汽10t。已知給水的溫度25C；從鍋筒引出的濕蒸汽的干度x=0.96;濕蒸汽在過(guò)熱蒸汽中再加熱至300c；煤的發(fā)熱值為29400kJ/kg。試求(1)若鍋爐的耗煤量B=1430kg/h,求鍋爐效率；(2)濕蒸汽在過(guò)熱器中所吸收的熱量及內(nèi)能的變化量。解：(1

12、)煤的總發(fā)熱量42.042MkJ/hp1=1.4MPa，t1=300的過(guò)熱蒸汽的參數(shù)：h1=3040kJ/kgv1=0.1823m3/kg取水為定值比熱，其的焓值： / 11 / 11h0=25X4.1868104kJ/kg單位蒸汽吸熱量：q=h1-h0=2936kJ/kg總吸熱量：29.36MkJ/h鍋爐效率：69.842）濕蒸汽的參數(shù)v2=0.136m3/kgh2=2708kJ/kg定壓過(guò)程吸收的熱量q=m（h1-hx）=3.32MkJ內(nèi)能的變化:=2.65MkJ7-13有一廢熱鍋爐，進(jìn)入該鍋爐的煙氣溫度為ty1=600排煙溫度為ty2=200C。此鍋爐每小時(shí)可產(chǎn)生ts=100C的干飽和蒸汽200kg,鍋爐進(jìn)水溫度為20，鍋爐效率為60。1）求每小時(shí)通過(guò)的煙氣量；2）試將鍋爐中煙氣的放熱過(guò)程與蒸汽的吸熱過(guò)程定性的表示在同一t-s圖上。解：ts=100的干飽和蒸汽的焓：h=2676.3kJ/kg20水的焓：h0=20