工程热力学课后作业问题详解chapter7

word7-1当水的温度t=80，压力分别为0.01、0.05、0.1、0.5与1MPa时，各处于什么状态并求出该状态下的焓值。解：查表知道 t=80时饱和压力为0.047359MPa。因此在0.01、0.05、0.1、0.5与1MPa时状态分别为过热、未饱和、未饱和，未饱和、未饱和。焓值分别为2649.3kJ/kg，334.9 kJ/kg，335 kJ/kg，335.3 kJ/kg，335.7 kJ/kg。72湿蒸汽的压力p=1MPa干度x=0.9。试分别用水蒸气表和h-s图求出hx，vx，ux，sx。解：查表得：h2777kJ/kgh=762.6 kJ/kg3/kgv0.0011274 m3/kgu= hpv=2582.7 kJ/kguhpv=761.47 kJ/kgs=6.5847 kJ/(kg.K)s2.1382 kJ/(kg.K)hxxh+(1-x)h=2575.6 kJ/kgvxxv+(1-x)v=0.1749 m3/kguxxu+(1-x)u=2400 kJ/kgsxxs+(1-x)s=6.14 kJ/(kg.K)7-3在V60L的容器中装有湿饱和蒸汽，经测定其温度t210，干饱和蒸汽的含量mv=0.57kg，试求此湿蒸汽的干度、比容与焓值。解：t210的饱和汽和饱和水的比容分别为：3/kgv0.0011726 m3/kghh=897.8 kJ/kg湿饱和蒸汽的质量：解之得：比容：vxxv+(1-x)v=0.0558 m3/kg焓：hxxh+(1-x)h=1904kJ/kg3的抽空了的密闭刚性容器中，然后加热至200试求容器中1压力；2焓；3蒸汽的质量和体积。解：1查200的饱和参数hh=852.4 kJ/kg3/kg3/kg饱和压力1.5551MPa。刚性容器中水的比容：0.1 m3/kgv因此是湿蒸汽。压力是饱和压力1.5551MPa。干度：焓：hx蒸汽的质量和体积：mv=x2=1.56kg V= mv37-58 m3的湿蒸汽，在p0.9 MPa时，其湿度1x0.65，求此湿蒸汽的质量与焓。解：p0.9 MPa的饱和参数h2773kJ/kgh=742.6 kJ/kg3/kg3/kg湿蒸汽的质量：0.0759 m3/kg焓：h=mhx103 kJ7-6有一台采暖锅炉，每小时能生产压力p1 MPa绝对、x0.95的蒸汽1500kg。当蒸汽的流速c25m/s时，管道中的压力损失可以不计，求输汽管的内径最小应多大？3/kg3/kg0.18464 m3/kg蒸汽体积流量：3/s输汽管的半径最小为7-7某空调系统采用p0.3 MPa、x0.94的湿蒸汽来加热空气。暖风机空气的流量为每小时4000标准m3，空气通过暖风机从0被加热到120。设蒸汽流过暖风机后全部变为p0.3 MPa的凝结水。求每小时需要多少千克蒸汽视空气的比热为定值。解：空气吸收的热量：619000kJ/hp0.3 MPa的饱和参数：hh=561.4 kJ/kghx需要蒸汽304.28 kg /h法二：湿蒸汽中起加热作用的仅为干饱和蒸汽306.6 kg /h7-8气缸中盛有0.5kg、t120的干饱和蒸汽，在定容下冷却至80。求此冷却过程中蒸汽放出的热量。解：t120的干饱和蒸汽参数：3/kgh容积：V=mv=0.44601 m3t80的饱和蒸汽参数v0. 0010292m3/kg3/kghh=334.92 kJ/kg比容：0.89202 m3/kg干度：焓：hx放出的热量：q=m(h120-hx-vx(p2-p1)=817 kJ79有一刚性容器，用一薄板将它分隔为A、B两局部。在A中盛有1kg、压力pA0.5 MPa的干饱和蒸汽，B中盛有2kg pB1 MPa，x0.80的湿蒸汽。当隔板抽去后，经过一段时间容器中的压力稳定在p30.7 MPa。求1容器的总容积与终了时蒸汽的干度；2由蒸汽传给环境的热量。解：1容器的总容积pA0.5 MPa的干饱和蒸汽参数3/kghuAA占容积：VA=mAv=0.37481 m3pB1 MPa的饱和蒸汽参数3/kg3/kgh2777kJ/kghvB=xv+(1-x)v=0.155 m3/kghBxh+(1-x)h=2374kJ/kguB2219kJ/kgB占容积：VA=mBv=0.31 m3总容积:V=VA+VB=0.685 m33/kg3/kghh蒸汽比容：0.228 m3/kg蒸汽干度：2由蒸汽传给环境的热量终了时的焓：hxxh+(1-x)h=2502kJ/kgux-193.7 kJ710将1kgp1=0.6MPa，t1=200的蒸汽在定压条件下加热到t2=300，求此定压加热过程参加的热量和内能的变化量。假如将此蒸汽再送入某容器中绝热膨胀至p3=0.1MPa，求此膨胀过程所作的功量。解：查表p1=0.6MPa，t1=200h1=2850kJ/kgv1=0.352 m3/kgu1=2639 kJ/kg查表p2=0.6MPa，t2=300h2=3061kJ/kgv2=0.4344 m3/kgs2=7.372 kJ/(kg.K)u2=2801 kJ/kgh3=2680kJ/kgv3=1.706 m3/kgu3=2509 kJ/kg(1) 定压过程参加的热量和内能变化量q=h2-h1=211kJ/kg=162 kJ/kg(2) 绝热膨胀过程所作的功量292 kJ/kg7-11汽轮机进汽参数为：p1=3MPa，t1=450，蒸汽在汽轮机中绝热膨胀到p2=5kPa后排入冷凝器。求：1可逆绝热膨胀时蒸汽的终参数与汽轮机所作的功；2假如蒸汽在汽轮机中为不可逆绝热膨胀，引起的熵产为0.25kJ/(kg.K)，如此汽轮机作的功将为多少？解：查表p1=3MPa，t1=450的参数h1=3344kJ/kgs1=7.083 kJ/(kg.K)如此绝热膨胀到p2=5kPa，s2=7.083 kJ/(kg.K)时蒸汽的终参数h2=2160kJ/kgv2=23.52 m3/kg汽轮机所作的功1184 kJ/kg2不可逆绝热膨胀后的熵为s3=7.083 +0.257.333kJ/(kg.K)p3=5kPa蒸汽的终参数：h3=2236kJ/kg汽轮机所作的功1108 kJ/kg7-12有一台工业锅炉，每小时能生产压力p1=1.4MPa，t1=300的过热蒸汽10t。给水的温度25；从锅筒引出的湿蒸汽的干度x0.96；湿蒸汽在过热蒸汽中再加热至300；煤的发热值为29400kJ/kg。试求1假如锅炉的耗煤量B1430kg/h，求锅炉效率；2湿蒸汽在过热器中所吸收的热量与内能的变化量。解：1煤的总发热量p1=1.4MPa，t1=300的过热蒸汽的参数：h1=3040kJ/kg3/kg取水为定值比热，其的焓值：h0254.1868104 kJ/kg单位蒸汽吸热量：q=h1-h0=2936 kJ/kg总吸热量：29.36 MkJ/h锅炉效率：69.842湿蒸汽的参数v20.136 m3/kgh22708kJ/kg定压过程吸收的热量q=m(h1-hx内能的变化:7-13有一废热锅炉，进入该锅炉的烟气温度为ty1=600排烟温度为ty2=200。此锅炉每小时可产生ts=100的干饱和蒸汽200kg，锅炉进水温度为20，锅炉效率为60。1求每小时通过的烟气量；2试将锅炉中烟气的放热过程与蒸汽的吸热过程定性的表示在同一t-s图上。解：ts=10020水的焓：h0=20*4.186=83.7 kJ/kg水的吸热量：q1=200*(2676.3-83.7)=518520kJ/h烟气的放热量：873473373293q=864200 kJ/h烟气量：2139kg/h3/kgV=4128 m3/h7-14湿蒸汽进入干度计前的压力p1=1.5MPa，经节流后的压力p2=0.2MPa，温度t2=130。试用焓熵图确定湿蒸汽的干度。解：节流前后焓不变10 / 10