清華大學(xué)工程熱力學(xué)習(xí)題課

.PAGE.v.---可修編.工程熱力學(xué)課程習(xí)題第一章1-1試將1物理大氣壓表示為以下液體的液柱高(mm)，(1)水，(2)酒精，(3)液態(tài)鈉。它們的密度分別為1000kg/m3，789kg/m3和860kg/m3。1-4人們假定大氣環(huán)境的空氣壓力和密度之間的關(guān)系是p=cρ1.4，c為常數(shù)。在海平面上空氣的壓力和密度分別為1.013×105Pa和1.177kg/m3，如果在某山頂上測(cè)得大氣壓為5×104Pa。試求山的高度為多少。重力加速度為常量，即g=9.81m/s2。1-7如圖1-15所示的一圓筒容器，表A的讀數(shù)為360kPa，表B讀數(shù)為170kPa，表示室Ⅰ壓力高于室Ⅱ的壓力。大氣壓力為760mmHg。試求(1)真空室以及Ⅰ室和Ⅱ室的絕對(duì)壓力；(2)表C的讀數(shù)；(3)圓筒頂面所受的作用力。圖1-151-8假設(shè)某溫標(biāo)的冰點(diǎn)為20°，沸點(diǎn)為75°，試導(dǎo)出這種溫標(biāo)與攝氏度溫標(biāo)的關(guān)系(一般為線性關(guān)系)。 1-10假設(shè)用攝氏溫度計(jì)和華氏溫度計(jì)測(cè)量同一個(gè)物體的溫度。有人認(rèn)為這兩種溫度計(jì)的讀數(shù)不可能出現(xiàn)數(shù)值一樣的情況，對(duì)嗎.假設(shè)可能，讀數(shù)一樣的溫度應(yīng)是多少.1-14一系統(tǒng)發(fā)生狀態(tài)變化，壓力隨容積的變化關(guān)系為pV1.3=常數(shù)。假設(shè)系統(tǒng)初態(tài)壓力為600kPa，容積為0.3m3，試問(wèn)系統(tǒng)容積膨脹至0.5m3時(shí)，對(duì)外作了多少膨脹功。1-15氣球直徑為0.3m，球內(nèi)充滿壓力為150kPa的空氣。由于加熱，氣球直徑可逆地增大到0.4m，并且空氣壓力正比于氣球直徑而變化。試求該過(guò)程空氣對(duì)外作功量。1-161kg氣體經(jīng)歷如圖1-16所示的循環(huán)，A到B為直線變化過(guò)程，B到C為定容過(guò)程，C到A為定壓過(guò)程。試求循環(huán)的凈功量。如果循環(huán)為A-C-B-A那么凈功量有何變化.圖1-16第二章2-2水在760mmHg下定壓汽化，溫度為100℃，比容從0.001m3/kg增加到1.1763m3/kg，汽化潛熱為2250kJ/kg。試求工質(zhì)在汽化期間(1)內(nèi)能的變化；(2)焓的變化。2-3定量工質(zhì)，經(jīng)歷了一個(gè)由四個(gè)過(guò)程組成的循環(huán)，試填充下表中所缺的數(shù)據(jù)，并寫出根據(jù)。過(guò)程Q/kJW/kJΔU/kJ1201390230395340－10004102-51kg空氣由p1=1.0MPa，t1=500℃膨脹到p1=0.1MPa，t1=500℃，得到的熱量506kJ，作膨脹功506kJ。又在同一初態(tài)及終態(tài)間作第二次膨脹僅參加熱量39.1kJ。求：(1)第一次膨脹中空氣內(nèi)能增加多少.(2)第二次膨脹中空氣作了多少功.(3)第二次膨脹中空氣內(nèi)能增加多少.2-6圖2-10所示的氣缸內(nèi)充以空氣。氣缸截面積為100cm2，活塞距底面高度為10cm，活塞及其上負(fù)載的總質(zhì)量為195kg，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?71mmHg，環(huán)境溫度t0=27℃，氣缸內(nèi)氣體恰與外界處于熱力平衡。倘使把活塞上的負(fù)載取去100kg，活塞將突然上升，最后重新到達(dá)熱力平衡。設(shè)活塞與氣缸壁之間無(wú)摩擦，氣體可通過(guò)氣缸壁充分和外界換熱，求活塞上升的距離和氣體的換熱量。圖2-102-7上題中假設(shè)氣缸壁和活塞都是絕熱的，但兩者之間不存在摩擦，此時(shí)活塞上升距離如何.氣體的最終狀態(tài)又如何.⊿u=cv⊿T，空氣的cv=0.71kJ/(kg·K)。2-121m3容器內(nèi)的空氣，壓力為p0，溫度為T0。高壓管路(p,T)與之相通，使容器內(nèi)壓力到達(dá)p時(shí)關(guān)上閥門。設(shè)高壓管路、閥門與容器均絕熱，但有一冷卻水管通過(guò)容器。假設(shè)欲在充氣過(guò)程中始終維持容器中的空氣保持T0，那么需向冷卻水放出的熱量為Q，求Q?？諝獾腞，cp和cv。2-13一臺(tái)鍋爐給水泵，將冷水壓力由p1=6kPa升高至p2=2.0MPa，假設(shè)冷凝水(水泵進(jìn)口)流量為2×105kg/h，水密度ρH2O=1000kg/m3。假定水泵效率為0.88，問(wèn)帶動(dòng)此水泵至少要多大功率的電機(jī)。2-14一燃?xì)廨啓C(jī)裝置如圖2-11所示?？諝庥?進(jìn)入壓氣機(jī)升壓后至2，然后進(jìn)入回?zé)崞?，吸收從燃?xì)廨啓C(jī)排出的廢氣中的一局部熱量后，經(jīng)3進(jìn)入燃燒室。在燃燒室中與油泵送來(lái)的油混合并燃燒，產(chǎn)生的熱量使燃?xì)鉁囟壬撸?jīng)4進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)(透平)作功。排出的廢氣由5送入回?zé)崞鳎詈笥?排至大氣。其中壓氣機(jī)、油泵、發(fā)電機(jī)均由燃?xì)廨啓C(jī)帶動(dòng)。(1)試建立整個(gè)系統(tǒng)的能量平衡式；(2)假設(shè)空氣質(zhì)量流量=50t/h，進(jìn)口焓h1=12kJ/kg，燃油流量=700kg/h，燃油進(jìn)口焓h7=42kJ/kg，油發(fā)熱量q=41800kJ/kg，排出廢氣焓h6=418kJ/kg，求發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率。圖2-112-15某電廠一臺(tái)國(guó)產(chǎn)50000kW汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，鍋爐蒸汽量為220t/h，汽輪機(jī)進(jìn)口處壓力表上的讀數(shù)為10.0MPa，溫度為540℃。汽輪機(jī)出口處真空表的讀數(shù)為715.8mmHg。當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐拇髿鈮簽?60mmHg，汽輪機(jī)進(jìn)、出口的蒸汽焓各為3483.4kJ/kg和2386.5kJ/kg。試求：(1)汽輪機(jī)發(fā)出的軸功率為多少千瓦.(2)假設(shè)考慮到汽輪機(jī)進(jìn)口處蒸汽速度為70m/s，出口處速度為140m/s，那么對(duì)汽輪機(jī)功率的計(jì)算有多大影響.(3)如凝汽器出口的凝結(jié)水的焓為146.54kJ/kg，而1kg冷卻水帶走41.87kJ的熱量，那么每小時(shí)需多少噸冷卻水.是蒸汽量的幾倍.2-16空氣在某壓氣機(jī)中被壓縮，壓縮前空氣的參數(shù)為p1=0.1MPa，v1=0.845m3/kg；壓縮后為p2=0.8MPa，v1=0.175m3/kg，假設(shè)在壓縮過(guò)程中每千克空氣的內(nèi)能增加146.5kJ，同時(shí)向外界放出熱量50kJ；壓氣機(jī)每分鐘生產(chǎn)壓縮空氣10kg。試求：(1)壓縮過(guò)程中對(duì)1kg空氣所作的壓縮功；(2)每產(chǎn)生1kg壓縮空氣所需的軸功；(3)帶動(dòng)此壓氣機(jī)所需功率至少要多少千瓦.2-18某燃?xì)廨啓C(jī)裝置如圖2-12所示。壓氣機(jī)進(jìn)口處空氣的焓h1=290kJ/kg，經(jīng)壓縮后，空氣升溫使比焓增為h2=580kJ/kg，在截面2處與燃料混合，以c2=20m/s的速度進(jìn)入燃燒室，在定壓下燃燒，使工質(zhì)吸入熱量q=670kJ/kg。燃燒后燃?xì)饨?jīng)噴管絕熱膨脹到狀態(tài)，=800kJ/kg，流速增至，燃?xì)庠龠M(jìn)入動(dòng)葉片，推動(dòng)轉(zhuǎn)輪回轉(zhuǎn)作功。假設(shè)燃?xì)庠趧?dòng)葉中熱力狀態(tài)不變，最后離開(kāi)燃?xì)廨啓C(jī)速度為c4=100m/s。求： (1)假設(shè)空氣流量為100kg/s，壓氣機(jī)消耗的功率為多少. (2)假設(shè)燃料發(fā)熱量q=43960kJ/kg，燃料耗量為多少. (3)燃?xì)庠趪姽艹隹谔幍牧魉偈嵌嗌? (4)燃?xì)馔钙?過(guò)程)的功率為多少. (5)燃?xì)廨啓C(jī)裝置的總功率為多少.圖2-12第三章3-1容量為0.027m3的剛性儲(chǔ)氣筒，裝有7×105Pa，20℃的空氣，筒上裝有一排氣閥，壓力到達(dá)8.75×105Pa時(shí)就開(kāi)啟，壓力降為8.4×105Pa時(shí)才關(guān)閉。假設(shè)由于外界加熱的原因造成閥門的開(kāi)啟，問(wèn)：(1)當(dāng)閥門開(kāi)啟時(shí)，筒內(nèi)溫度為多少.(2)因加熱而失掉多少空氣.設(shè)筒內(nèi)空氣溫度在排氣過(guò)程中保持不變。3-2壓氣機(jī)在大氣壓力為1×105Pa，溫度為20℃時(shí)，每分鐘吸入空氣為3m3。如經(jīng)此壓氣機(jī)壓縮后的空氣送入容積為8m3的儲(chǔ)氣筒，問(wèn)需假設(shè)干時(shí)間才能使筒內(nèi)壓力升高到7.8456×105Pa，設(shè)筒內(nèi)空氣的初溫、初壓與壓氣機(jī)的吸氣狀態(tài)一樣。筒內(nèi)空氣溫度在空氣壓入前后并無(wú)變化。3-93kg空氣，p1=1.0MPa，T1=900K，絕熱膨脹到p2=0.1MPa，試按氣體熱力性質(zhì)表計(jì)算：(1)終態(tài)參數(shù)v2和T2；(2)膨脹功和技術(shù)功；(3)內(nèi)能和焓的變化。3-10某理想氣體(其M)由的p1，T1定熵壓縮到p2，又由定溫壓縮到同一個(gè)p2，這兩個(gè)終態(tài)的熵差⊿s也，求p2。3-11圖3-11所示的兩室，由活塞隔開(kāi)。開(kāi)場(chǎng)時(shí)兩室的體積均為0.1m3，分別儲(chǔ)有空氣和H2，壓力各為0.9807×105Pa，溫度各為15℃，假設(shè)對(duì)空氣側(cè)壁加熱，直到兩室內(nèi)氣體壓力升高到1.9614×105Pa為止，求空氣終溫及外界參加的Q，cv,a=715.94J/(kg·K)，kH2=1.41，活塞不導(dǎo)熱，且與氣缸間無(wú)摩擦。圖3-113-126kg空氣由初態(tài)p1=0.3MPa、t1=30℃，經(jīng)以下不同過(guò)程膨脹到同一終態(tài)p2=0.1MPa：(1)定溫；(2)定熵；(3)n=1.2。試比擬不同過(guò)程中空氣對(duì)外作功，交換的熱量和終溫。3-13一氧氣瓶容量為0.04m3，內(nèi)盛p1=147.1×105Pa的氧氣，其溫度與室溫一樣，即t1=t0=20℃，求：(1)如開(kāi)啟閥門，使壓力迅速下降到p2=73.55×105Pa，求此時(shí)氧的溫度T2和所放出的氧的質(zhì)量⊿m；(2)閥門關(guān)閉后，瓶?jī)?nèi)氧的溫度與壓力將怎樣變化；(3)如放氣極為緩慢，以致瓶?jī)?nèi)氣體與外界隨時(shí)處于熱平衡。當(dāng)壓力也自147.1×105Pa降到73.55×105Pa時(shí)，所放出的氧較(1)為多還是少.3-142kg某種理想氣體按可逆多變過(guò)程膨脹到原有體積的三倍，溫度從300℃降到60℃，膨脹期間作膨脹功418.68kJ，吸熱83.736kJ，求cp和cv。3-16試證理想氣體在T-s圖上任意兩條定壓線(或定容線)之間的水平距離相等。3-17空氣為p1=1×105Pa，t1=50℃，V1=0.032m3，進(jìn)入壓氣機(jī)按多變過(guò)程壓縮至p2=32×105Pa，V2=0.0021m3，試求：(1)多變指數(shù)；(2)所需壓縮功(軸功)；(3)壓縮終了空氣溫度；(4)壓縮過(guò)程中傳出的熱量。3-19壓氣機(jī)中氣體壓縮后的溫度不宜過(guò)高，取極限值為150℃，吸入空氣的壓力和溫度為p1=0.1MPa，t1=20℃，求在單級(jí)壓氣機(jī)中壓縮250m3/h空氣可能到達(dá)的最高壓力。假設(shè)壓氣機(jī)缸套中流過(guò)465kg/h的冷卻水，在氣缸套中水溫升高14℃，再求壓氣機(jī)必需的功率。3-20實(shí)驗(yàn)室需要壓力為6.0MPa的壓縮空氣，應(yīng)采用一級(jí)壓縮還是兩級(jí)壓縮.假設(shè)采用兩級(jí)壓縮，最正確中間壓力應(yīng)等于多少.設(shè)大氣壓力為0.1MPa，大氣溫度為20℃，n=1.25，采用間冷器將壓縮空氣冷卻到初溫，試計(jì)算壓縮終了空氣的溫度。3-21三臺(tái)壓氣機(jī)的余隙比均為0.06，進(jìn)氣狀態(tài)均為0.1MPa，27℃，出口壓力均為0.5MPa，但壓縮過(guò)程的指數(shù)分別為n1=1.4，n=1.25，n=1，試求各壓氣機(jī)的容積熱效率(設(shè)膨脹過(guò)程與壓縮過(guò)程的多邊指數(shù)一樣)。第四章4-1試用熱力學(xué)第二定律證明，在p-v圖上，兩條可逆絕熱線不可能相交。4-2(1)可逆機(jī)從熱源T1吸熱Q1，在熱源T1與環(huán)境(溫度為T0)之間工作，能作出多少功. (2)根據(jù)卡諾定理降低冷源溫度可以提高熱效率，有人設(shè)想用一可逆制冷機(jī)造成一個(gè)冷源T2(T2<T0)，另可逆熱機(jī)在T1與T2間工作，你認(rèn)為此法是否有效.為什么.4-3溫度為T1，T2的兩個(gè)熱源間有兩個(gè)卡諾機(jī)A與B串聯(lián)工作(即中間熱源承受A機(jī)的放熱同時(shí)向B機(jī)供應(yīng)等量熱)。試證這種串聯(lián)工作的卡諾熱機(jī)總效率與工作于同一T1，T2熱源間的單個(gè)卡諾機(jī)效率一樣。4-4如圖4-26所示的循環(huán)，試判斷以下情況哪些是可逆的.哪些是不可逆的.哪些是不可能的"圖4-26a.QL=1000kJ，W=250kJb.QL=2000kJ，QH=2400kJc.QH=3000kJ，W=250kJ4-5試判斷如圖4-27所示的可逆循環(huán)中Q3的大小與方向、Q2的方向及循環(huán)凈功W的大小與方向。4-6假設(shè)封閉系統(tǒng)經(jīng)歷一過(guò)程，熵增為25kJ/K，從300K的恒溫?zé)嵩次鼰?000kJ，此過(guò)程可逆.不可逆.還是不可能.4-8空氣在軸流壓氣機(jī)中被絕熱壓縮，增壓比為4.2，初、終態(tài)溫度分別為20℃和200℃，求空氣在壓縮過(guò)程中熵的變化。4-10將5kg0℃的冰投入盛有25kg溫度為50℃水的絕熱容器中，求冰完全融化且與水的溫度均勻一致時(shí)系統(tǒng)的熵的變化。冰的融解熱為333kJ/kg。4-11在有活塞的氣缸裝置中，將1kmol理想氣體在400K下從100kPa緩慢地定溫壓縮到1000kPa，計(jì)算以下三種情況下，此過(guò)程的氣體熵變、熱源熵變及總熵變：a.假設(shè)過(guò)程中無(wú)摩擦損耗，而熱源的溫度也為400K；b.過(guò)程中無(wú)摩擦損耗，熱源溫度為300K；c．過(guò)程中有摩擦損耗，比可逆壓縮多消耗20%的功，熱源溫度為300K。4-13一個(gè)絕熱容器被一導(dǎo)熱的活塞分隔成兩局部。初始時(shí)活塞被銷釘固定在容器的中部，左、右兩局部容積均為V1=V2=0.001m3，空氣溫度均為300K，左邊壓力為p1=2×105Pa，右邊壓力為p2=1×105Pa。突然拔除銷釘，最后到達(dá)新的平衡，試求左、右兩局部容積及整個(gè)容器內(nèi)空氣的熵變。4-15如圖4-30所示，兩股空氣在絕熱流動(dòng)中混合，求標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的V3(m3/min)，t3及最大可能到達(dá)的壓力p3(MPa)。圖4-304-18用家用電冰箱將1kg25℃的水制成0℃的冰，試問(wèn)需要的最少電費(fèi)應(yīng)是多少.水的=75.57J/(mol·K)；冰0℃時(shí)的熔解熱為6013.5J/mol；電費(fèi)為0.16元/(kW·h)；室溫為25℃。4-20壓氣機(jī)空氣進(jìn)口溫度為17℃，壓力為1×105Pa，經(jīng)歷不可逆絕熱壓縮后其溫度為207℃，壓力為4.0×105Pa，假設(shè)室內(nèi)溫度為17℃，大氣壓力為1×105Pa，求：(1)此壓氣機(jī)實(shí)際消耗的軸功；(2)進(jìn)、出口空氣的焓；(3)消耗的最小有用功；(4)損失；(5)壓氣機(jī)效率。4-21在一個(gè)可逆熱機(jī)循環(huán)中，工質(zhì)氦定壓吸熱，溫度從300℃升高到850℃，其定壓比熱容cp=5.193kJ/(kg·K)，環(huán)境溫度為298K。求循環(huán)的最大效率和最大熱效率。第五章5-1壓縮比為8.5的奧圖循環(huán)，工質(zhì)可視為空氣，k=1.4，壓縮沖程的初始狀態(tài)為100kPa，27℃，吸熱量為920kJ/kg，活塞排量為4300cm3。試求(1)各個(gè)過(guò)程終了的壓力和溫度；(2)循環(huán)熱效率；(3)平均有效壓力。5-5某狄塞爾循環(huán)，壓縮沖程的初始狀態(tài)為90kPa，10℃，壓縮比為18，循環(huán)最高溫度是2100℃。試求循環(huán)熱效率以及絕熱膨脹過(guò)程的初、終狀態(tài)。5-7混合加熱理想循環(huán)，吸熱量是1000kJ/kg，定容過(guò)程和定壓過(guò)程的吸熱量各占一半。壓縮比是14，壓縮過(guò)程的初始狀態(tài)為100kPa，27℃。試計(jì)算(1)輸出凈功，(2)循環(huán)熱效率。5-8混合加熱循環(huán)，如圖5-2所示，t1=90℃，t2=400℃，t3=590℃，t5=300℃。工質(zhì)可視為空氣，比熱為定值。求循環(huán)熱效率及同溫限卡諾循環(huán)熱效率。圖5-25-11用氦氣作工質(zhì)的勃雷登實(shí)際循環(huán)，壓氣機(jī)入口狀態(tài)是400kPa，44℃，增壓比為3，燃?xì)廨啓C(jī)入口溫度是710℃。壓氣機(jī)效率，燃?xì)廨啓C(jī)的效率為。當(dāng)輸出功率為59kW時(shí)，氦氣的質(zhì)量流率為多少kg/s"氦氣k=1.667。5-12如題5-11，假設(shè)想取得最大的循環(huán)輸出凈功，試確定最正確的循環(huán)增壓比并計(jì)算此時(shí)氦氣的質(zhì)量流率。實(shí)際勃雷登循環(huán)的最正確增壓比5-14某燃?xì)廨啓C(jī)裝置動(dòng)力循環(huán)，壓氣機(jī)的絕熱效率為80%，燃?xì)廨啓C(jī)的為85%，循環(huán)的最高溫度是1300K，壓氣機(jī)入口狀態(tài)是105kPa，18℃。試計(jì)算1kg工質(zhì)最大循環(huán)作功量及作出3000kW功率時(shí)的工質(zhì)流率。5-15如果在題5-14中采用回?zé)岫葹?2%的回?zé)嵩O(shè)備，問(wèn)提供應(yīng)循環(huán)的熱量可以節(jié)省多少.5-19一個(gè)具有二級(jí)壓縮中間冷卻、二級(jí)膨脹中間再熱以及回?zé)岬娜細(xì)廨啓C(jī)裝置循環(huán)如圖5-24所示。循環(huán)的入口空氣參數(shù)為100kPa，15℃，低壓級(jí)的增壓比是3，高壓級(jí)是4，燃?xì)廨啓C(jī)高壓級(jí)、低壓級(jí)的增壓比與壓氣機(jī)一樣。中間冷卻使空氣溫度下降為低壓級(jí)壓縮機(jī)溫升的80%，回?zé)崞鞯幕責(zé)岫仁?8%，二級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)的入口溫度皆是1100℃，壓氣機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的絕熱效率和相對(duì)內(nèi)效率均是86%，試確定作出6000kW功率時(shí)的工質(zhì)的質(zhì)量流率。圖5-24第六章6-1利用水蒸氣表判定以下各點(diǎn)狀態(tài)，并確定h，s及x的值：(1)p1=20MPa，t1=250℃；(2)p2=9MPa，v2=0.017m3/kg；(3)p3=4.5MPa，t3=450℃；(4)p4=1MPa，x=0.9；(5)p5=0.004MPa，s=7.0909kJ/(kg·K)。6-4在水泵中，從壓力為4kPa的飽和水定熵壓縮到壓力為4MPa。(1)查表計(jì)算水泵壓縮1kg水所耗的功。(2)因水是不可壓縮流體，比容變化不大，可利用式計(jì)算耗功量，將此結(jié)果與(1)的計(jì)算結(jié)果加以比擬。6-6汽輪機(jī)進(jìn)口參數(shù)：p1=4.0MPa，t1=450℃，出口壓力p2=5kPa，蒸汽干度x2=0.9，計(jì)算汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率。6-7汽輪機(jī)的乏汽在真空度為0.094MPa，x=0.90的狀態(tài)下進(jìn)入冷凝器，定壓冷凝器結(jié)成飽和水。試計(jì)算乏汽凝結(jié)成水時(shí)體積縮小的倍數(shù)，并求1kg乏汽在冷凝器中所放出的熱量。大氣壓力為0.1MPa。6-10一臺(tái)10m3的汽包，盛有2MPa的汽水混合物，開(kāi)場(chǎng)時(shí)，水占總?cè)莘e的一半。如由底部閥門放走300kg水，為了使汽包內(nèi)汽水混合物的溫度保持不變，需要參加多少熱量.如果從頂部閥門放汽300kg，條件如前，那又要參加多少熱量.第七章7-1蒸汽朗肯循環(huán)的初溫t1=500℃，背壓(乏汽壓力)p2=0.004MPa，試求當(dāng)初壓p1=4.9及14MPa時(shí)，循環(huán)凈功、加熱量、熱效率、汽耗率及汽輪機(jī)出口干度x2(忽略泵功)。7-3冬天冷卻水溫度較低，可以降低冷凝壓力，即=0.004MPa，夏天冷卻水溫度高，冷凝壓力升為0.007MPa，試計(jì)算，當(dāng)汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力p1=3.5MPa，進(jìn)汽溫度t1=440℃時(shí)，上述兩種情況的熱效率及汽耗率(忽略泵功)。7-5水蒸氣再熱循環(huán)的初壓力為16.5MPa，初溫為535℃，背壓為5.5kPa，再熱前壓力為3.5MPa，再熱后溫度與初溫一樣，(1)求其熱效率；(2)假設(shè)因阻力損失，再熱后壓力為3MPa，那么熱效率又為多少.7-6某蒸汽動(dòng)力裝置采用一次抽汽回?zé)嵫h(huán)，新汽參數(shù)p1=2.4MPa，t1=390℃，抽汽壓力pa=0.12MPa，乏汽壓力p2=5kPa。試計(jì)算其熱效率、汽耗率并與朗肯循環(huán)比擬。7-8某蒸汽動(dòng)力循環(huán)由一次再熱及一級(jí)抽汽混合式回?zé)崴M成。蒸汽初參數(shù)p1=16MPa，t1=535℃，乏汽壓力p2=0.005MPa，再熱壓力pb=3MPa，再熱后te=t1，回?zé)岢槠麎毫a=0.3MPa，試計(jì)算抽汽量α，加熱量q1，凈功w及熱效率ηt。第8章8-1一制冷劑工作在245K和300K之間，吸熱量為9kW，制冷系數(shù)是同溫限卡諾逆循環(huán)制冷系數(shù)的75%。試計(jì)算，(1)放熱量，(2)耗功量，(3)制冷量為多少“冷噸〞。8-5采用勃雷登逆循環(huán)的制冷劑，運(yùn)行在300K和250K之間，如果循環(huán)增壓比分別為3和6，試計(jì)算它們的COP。假定工質(zhì)可視為理想氣體，cp=1.004kJ/(kg·K),k=1.4。8-6采用具有理想回?zé)岬牟椎悄嫜h(huán)的制冷機(jī)，工作在290K和220K之間，循環(huán)增壓比為5，當(dāng)輸入功率為3kW時(shí)循環(huán)的制冷量是多少“冷噸〞.循環(huán)的性能系數(shù)又是多少.工質(zhì)可視為理想氣體，cp=1.04kJ/(kg·K),k=1.3。8-8以氟利昂-12為工質(zhì)的制冷機(jī)，蒸發(fā)器溫度為－20℃，壓縮機(jī)入口狀態(tài)為干飽和蒸汽。冷凝器溫度為30℃，其出口工質(zhì)狀態(tài)為飽和液體。制冷量為1kW。假設(shè)工質(zhì)改用替代物HFC134a其他參數(shù)不變。試比擬它們之間的循環(huán)制冷系數(shù)、效率、壓縮機(jī)耗功量以及制冷劑流率。8-11一個(gè)以CFC12為工質(zhì)的理想蒸氣壓縮制冷循環(huán)，運(yùn)行在900kPa和300kPa之間，離開(kāi)冷凝器的工質(zhì)有5℃的過(guò)冷度，試確定循環(huán)的性能系數(shù)。假設(shè)工質(zhì)改用HFC134a，性能系數(shù)又為多少.第九章9-2某鍋爐煙氣的容積成份為：，，，，，試求各組元?dú)怏w的質(zhì)量成分和各組元?dú)怏w的分壓力。煙氣的總壓力為0.75×105Pa。9-3煙氣的摩爾成分為：，，，，空氣的摩爾成分為：，。以50kg煙氣與75kg空氣混合，混合后氣體壓力為3.0×105Pa，求混合后氣體的(1)摩爾成分；(2)質(zhì)量成分；(3)平均摩爾質(zhì)量和折合氣體常數(shù)；(4)各組元?dú)怏w的分壓力。9-4有三股壓力相等的氣流在定壓下絕熱混合。第一股是氧，，；第二股是一氧化碳，，；第三股是空氣，，混合后氣流溫度為275℃。試求每小時(shí)的混合熵產(chǎn)(用定比熱容計(jì)算，且把空氣視作單一成分的氣體處理，即不考慮空氣中的氧與第一股氧氣之間產(chǎn)生混合熵產(chǎn)的情況)。9-5容積為V的剛性容器內(nèi)，盛有壓力為p，溫度為T的二元理想混合氣體，其容積成分為和。假設(shè)放出xkg混合氣體，并參加ykg第二種組元?dú)怏w后，混合氣體在維持原來(lái)的壓力p和溫度T下容積成分從原來(lái)的變成，變成。設(shè)兩種組元?dú)怏w是的，試確定x和y的表達(dá)式。9-6設(shè)剛性容器中原有壓力為p1，溫度為T1的m1kg第一種理想氣體，當(dāng)?shù)诙N理想氣體充入后使混合氣體的溫度仍維持不變，但壓力升高到p，試確定第二種氣體的充入量。9-8濕空氣的溫度為30℃，壓力為0.9807×105Pa，相對(duì)濕度為70%，試求：(1)比濕度；(2)水蒸氣分壓力；(3)相對(duì)于單位質(zhì)量干空氣的濕空氣焓值；(4)由h-d圖查比濕度、水蒸氣分壓力，并和(1)與(2)的答案對(duì)照。(5)如果將其冷卻到10℃，在這個(gè)過(guò)程中會(huì)分出多少水分.放出多少熱量.(用h-d圖)。9-9t1=20℃及φ=60%的空氣作枯燥用?？諝庠诩訜崞髦斜患訜岬絫2=50℃，然后進(jìn)入枯燥器，由枯燥器出來(lái)時(shí)，相對(duì)濕度為φ3=80%，設(shè)空氣的流量為5000kg干空氣/h，試求：(1)使物料蒸發(fā)1kg水分需要多少干空氣.(2)每小時(shí)蒸發(fā)水分多少千克.(3)加熱器每小時(shí)向空氣參加的熱量及蒸發(fā)1kg水分所消耗的熱量。9-10試用h-d圖分別確定以下參數(shù)：h/kJ/kg干空氣d/kg/kg干空氣t/℃φ/Pa/℃/℃0.0275%287001－1075%9-11為滿足某車間對(duì)空氣溫、濕度的要求，需將t1=10℃，φ1=30%的空氣加熱后再送入車間。設(shè)加熱后空氣的溫度t2=21℃，處理空氣過(guò)程的角系數(shù)ε=3500，試求空氣終態(tài)及處理過(guò)程的熱、濕變化。9-13某設(shè)備的容積V=60m3，內(nèi)裝飽和水蒸氣及溫度為50℃的干空氣的混合物，容器內(nèi)的真空為0.3×105Pa。經(jīng)一段時(shí)間后，由外界漏入1kg質(zhì)量的干空氣。此時(shí)，容器