流体力学第三章课后习题答案

流体力学第三章课后习题 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 一元流体动力学基础 980.7kN/h1.直径为150mm的给水管道，输水量为，试求断面平均流速。 ，，kN/h,kg/s,Q,,vAQ,,vA解:由流量 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 注意: Q,v,Av,1.57m/s 得: 32.断面为300mm×400mm的矩形风道,风量为2700m/h,求平均流速.如风道出口处断面收缩 为150mm×400mm,求该断面的平均流速 Qv,Q,vAA解:由流量公式 得: vA,vAv,12.5m/s11222由连续性方程知 得: 3.水从水箱流经直径d=10cm,d=5cm,d=2.5cm的管道流入大气中. 当出口流速10m/ 时,求123 dd21(1)容积流量及质量流量;(2)及管段的流速 3Q,vA,0.0049m/s33解:(1)由 ,Q,4.9kg/s质量流量 (2)由连续性方程: vA,vA,vA,vA11332233 v,0.625m/s,v,2.5m/s12得: 294210kg/h0.91.4m/s4.设计输水量为的给水管道，流速限制在?之间。试确定管道直 50mm径，根据所选直径求流速。直径应是的倍数。 Q,,vAv,0.91.4m/sd,0.3430.275m解: 将?代入得? 50mmd,0.3m?直径是的倍数，所以取 Q,,vAv,1.18m代入 得 35.圆形风道，流量是10000m /h,，流速不超过20 m/s。试设计直径，根据所定直径求流速。 直径规定为50 mm的倍数。 Q,vAv,20m/sd,420.5mmd,450mm解: 将代入得: 取 Q,vAv,17.5m/s代入 得: 6.在直径为d圆形风道断面上，用下法选定五个点，以测局部风速。设想用和管轴同心但不同半径的圆周，将全部断面分为中间是圆，其他是圆环的五个面积相等的部分。测点即位于等分此部分面积的圆周上，这样测得的流速代表相应断面的平均流速。(1)试计算各测 ,u～u～u～u～u12345点到管心的距离，表为直径的倍数。(2)若各点流速为，空气密度为， G求质量流量。 rr51解:(1)由题设得测点到管心的距离依次为„„ dSr,21,r,12101023S3,d2r,d,r,,S22210104? ? f 579r,dr,dr,d345210210210同理 1,2G,Sv,du，,,,,,,,,，u(),,1545(2) 37.某蒸汽管干管的始端蒸汽流速为25 m/s，密度为2.62 kg/ m.干管前段直径为50 mm， 3接出直径40 mm支管后，干管后段直径改为45 mm。如果支管末端密度降为2.30 kg/m， 3干管后段末端密度降为2.24 kg/m，但两管质量流量相同，求两管终端流速。 Q,Q干支 1,,vA,,,,vA,,,,vA,干始干终支2解:由题意可得 v,18m/s,干终,v,22.2m/s支,得: 8.空气流速由超音速过渡到亚超音速时，要经过冲击波。如果在冲击波前，风道中流速为 3,,v,v,660 m/s，密度为1 kg/m。冲击波后速度降至250 m/s。求冲击波后的密度。 ,Q,,Q1122解: 又面积相等 v,311,,2.64kg/m,2v2 ddAB9.管道由不同直径的两管前后相连接组成，小管直径=0.2 m ，大管直径=0.4 m。水 ppvABB在管中流动时，A点压强=70kpa，B点压强=40kpa。B点流速=1 m/s。试判断水在 管中流动方向。并计算水流经过两断面间的水头损失。 A,B解:设水流方向 vA,vAAABB由连续性方程知: v,4m/sA得: 由能量方程知: 22pvpvAABB0Zh，，,，，，212,g2g,g2g h,2.824m,012得: A,B?水流方向 10.油沿管线流动,A断面流速为2 m/s,不记损失,求开口C管中的液面高度。 vA,vA1122解:由连续性方程知: v,4.5m/s2 得: 由能量方程得: 22pvpv11221.20，，,，，,g2g,g2g p1,1.5m,g其中: p2,1.86m,g代入数据解得: 11.水沿管线下流,若压力计的读数相同,求需要的小管直径d0，不计损失。 vA,vA1100解:由连续性方程: 22vv01 2g2g由能量方程得+3= A,d,0.12m00得面积 u12.用水银比压计量测管中水流,过流断面中点流速。如图，测得A点的比压计读数 3,h,hu=60mm汞柱。(1)求该点的流速 ，(2)若管中流体密度为0.8g/cm的油,不变,该点 流速为若干,不计损失。 ,'g 解:设水银容重为 ’,,，，2,,hg,u1(1)==3.85m/s ‘,,，，h2,,2g,u22(2)==4.31m/s d13.水由图中喷嘴流出,管嘴出口=75 mm，不考 2kN/m虑损失，计算H值以m计，p值计。 v,2gH3解: vA,vA,vA112233由连续性方程得: 22PvPv1122Z，，,，,g2g,g2g由1—2断面列能量方程: P，,g(Z，Z，0.175),P，,g，0.175，,gZ11222汞水水由断面压强公式: 2v3,H2gH,11.8m列水箱水面至喷口处方程: 得: 22vPv322，,,g2g2gP,79kPa列压力表至喷口处方程: 得 14.计算管线流量,管出口d=50mm,求出A,B,C,D各点的压强,不计水头损失 2v,2g,h,2g，4d解:对出口D， v,v,vabc由连续性方程知 vA,vAv,9vaaddda又 得: ,由AD列能量方程 22pvvaad030，，,，，,g2g2g p,68kPaa得: 同理可得: p,,0.48kPap,,20.1kPap,0bcd 15.水由管中铅直流出,求流量及测压计读数.水流无损失 ,g,g1解:设水容重为，水银容重为 vA,vAaabb由连续性方程 ,2A,,0.05,a4 A,,d,,,，0.6，0.001b 22vvab300，,，，2g2g由能量方程知 3vA,0.00815m/sQ,aa解得: 列管口到水银测压计出口的方程: 2va31.5,g(，)，,g,,gh12g h,395mm得:汞柱 16.同一水箱上下两孔口出流,求证:在射流交点处, hy=hy 1122 22vv12,h2h2g2g1解: =， 1122y,gty,gt112222， vt,vt1122? hy,hy1122? pd，d，h01217.一压缩空气罐与文丘里式的引射管连接均为已知,问气罐压强多大方才能将B池水抽空出。 222pvvv1122，,,,p0,,g2g2g2解:设水的密度为， p,,,ghvA,vA11122 ,ghp,04,,d2,,,1,,d1,,得: 18.如图，闸门关闭时的压力表读数为49 kPa，闸门打开后，压力表读数为0.98 kPa，由管进口到闸门的水头损失为1 m，求管中的平均流速。 2ppv1:,，，h1,2 ,2,ggg解:由能量方程得 h,1mv,8.74m/s1,2又 得: 2219.由断面为0.2m和0.1 m的两根管子所组成的水平输水管系从水箱流入大气中:(1)若不计损失(A)求断面流速v和v.(B)绘总水头线及测压管水头线;(C)求进口A点的压12 22vv12 2g2g强。(2)计算损失:第一段为4,第二段为3.(A)求断面流速v和v.(B)绘总水12 头线及测压管水头线;(C)根据水头线求各段中间的压强，不计局部损失。 v,2gH,8.85m/sAv,Av22211解:(1)，又 v,4.43m/s1得: 22vv12,1m,,4m2g2g 2pvA10400，，,，，,g2g由能量方程 p,29.4KPaA得: 222vvv212443,，，2v,v2g2g2g12(2)由能量方程, v,3.96m/sv,1.98m/s21得:, 22vv11,0.2m,4,0.8m2g2g 22vv22,0.8m,3,2.4m2g2g 由图，p是梯形中位线 1p,(3.8，3),3.4m12 ,p,33.2kPa1 p2是三角形中位线 1p,，2.4,1.2m22 ,p,11.76KPa2 320.高层楼房煤气立管B，C两个供气点各供应Q=0.02m/s的煤气量。 22,vv213,22假设煤气的密度为0.6kg/ m，管径为50mm，压强损失AB段为3 计算，BC段为4 3,,806kg/m300Pa酒计算，假定C点保持余压为，求A点酒精()液面应有的高度(空 3气密度为1.2 kg/m) A,C解:列断面方程 2222vvvvc11234，,，(,,,)(,),，,，,，,pgZZpAc空气212222g 即: 2222vvvv1212hg0.61.20.6g6003000.60.630.64,，，(,)(,),，，，，，酒2222g ,,222Q,dvQdv,12h,44.7mm44 得: HO221.锅炉省煤器的进口处测得烟气负压h=10.5mm，出口负1 3,,HO2压h=20mm。如炉外空气密度1.2kg/m，烟气得平均2 ‘3,密度=0.6kg/m，两测压断面高差H=5m, 试求烟气通过省煤 器的压强损失。 22vvp，,，(,,,)g，(Z,Z),p，,，pa损121222解: ‘,,gh，(,,,)g(0,5),,,gh，p12损水水即: p,63.68pa损 3Q,26m/h,,3v22.烟囱直径d=1m。通过烟气量，烟气密度0.7kg/m，周围气体的密度 2,Hv 3p,2da11.2kg/m，烟囱压强损失用=0.035计算,要保证底部(1断面)负压不小于 H298Pa，烟囱高度至少为多少,求高度上的压强，绘烟囱全高程1-M -2的压强分布。计算时1-1断面流速很低，忽略不计。 ,3Q,Avv,9.2，10m/sv解: 得: 由能量方程得: 22,vHvp0()gH00.035，，,,,,，，,A122d 22vHv,98，(1.2,0.7)g(H,0),0.7，0.7，0.03522d即 H,20m得: 又断面1—1至M断面的能量方程得: 221,v0.035Hvp0()gHp，，,,,,，，,Am12222d 22Hv1Hv,98，(1.2,0.7)g(,0),p，0.7，(0.7，0.035)m2222d即: p,,49pma得: (1.2,0.7)gH,98pa 98,98,0pa总能量= 动压,0f 图如此 1,,(,98,0，0),,49pap,2m三角形中位线(负值) 23.图为矿井竖井和横向坑道相连，竖井高为200m，坑道长为300m，坑道和竖洞内保持恒 ,,33,t,0温15?，密度1.18 kg/m，坑外气温在清晨为5?，密度=1.29kg/m，中午为20?， 2,v ,,32gv密度1.16kg/m，问早午空气的气流流向及气流流速的大小。假定总损失9。 ,,,0解:在清晨时，气体从矿井流出 22vv9,,,,,,,,gh,，022由能量方程 ,h,200 ,,,,1.29,1.180 v,6.03m/s得: ,,,0中午时，气体由外向内注入 22vv9,,,,,,,,，,gh022 ,h,,200 ,,,,1.16,1.180 v,2.58m/s得: p,124.图为一水平风管，空气自断面1-1流向断面2-2，已知断面1-1的压强1.47kPa， 3,,p,2v=15m/s，断面2-2的压强1.37kPa，v=10m/s，空气密度1.29kg/m，求两断面的12压强损失。 22vv12p，,,p，,，p损1222解: p,178.5Pa损解得: 25.图为开式试验段风洞，射流喷口直径d=1m，若在直径D=4m的进风口壁侧装测压管，其水柱差为h=64mm，空气 ,,3密度1.29kg/m，不计损失，求喷口风速。 v，v12解:设进口出口风速分别为 vA,vA1122连续性方程 1v,v1216得: 22vv12，,,,p122由能量方程: p,,gh1又 v,31m/s2得: 26.定性绘制图中管路系统的总水头线和测压管水头线。 27.利用20题的数据绘制煤气立管ABC的各种压强线。 解:由题 22v20.41p，,，,,,,,g,Z,Z,,7.9，44.7，0.6，,1.2,0.6,g，60,831Aa2122总压: ，，，，,,,gZ,Z,353a21位压: 2v1p，,,478A2全压: 2v1,,124.852初动压: 2v2,,31.22末动压: 328.高压管末端的喷嘴如图，出口直径d=10cm，管端直径D=40cm，流量Q=0.4m/s ，喷嘴和管以法兰盘连接，共用12个螺栓，不计水和管嘴的重量，求每个螺栓受力多少, Q,vA,vA1122解:由连续性方程: v,3.17m/s～v,50.96m/s12得: 22vv12，,,,p122由能量方程得: p,1.29Mp1a得: ，，pA,F,,Qv,v1121由动量定理得: F,143.34kN得: ,F根据牛顿第三定律，螺栓受力为 F,11.95kN12所以每个螺栓受力为 29.直径为d=700mm的管道在支承水平面上分支为d=500mm的两支管，A-A断面压强为12 3Q,0.6m/s70kPa，管道流量，两支管流量相等:(1)不计水头损失，求支墩受水平推 力。(2)水头损失为支管流速水头的5倍，求支墩受水平推力。不考虑螺栓连接的作用。 v，vp，p1212解:设受水平推力为R，管道流速和支管流速分别为，压强为 0pA，,Qv,2,pA，,Qv,cos30，R11112222(1) ? 2d,21A,,0.385m21A,0.196m42， Qv,,1.56m/s1Av,1.53m/s12， 22vv12，,,，,pp1222能量方程 p,70.05kPa2得: ? R,3.294kN?代入?得: 由牛顿第三定律知 'R,3.294kN ‘,pA，,Qv,2,pA，,Qv,cos30，R11112222(2) ? 222vvv’1225，,,，,，,pp12222 p',64.19Kp2a得: ? R,5.301kN?代入?得: 由牛顿第三定律知 'R,5.301kN 30.水流经180?弯管自喷嘴流出，如管径D=75mm，喷嘴直径d=25mm，管道前端测压表读数 为60kPa，求法兰盘接头A处，上、下螺栓的受力情况。假定螺栓上下前后共安装四个，上 下螺栓中心距离为150mm，弯管喷嘴和水的总质量为10.2kg，作用位置如图。 解:控制体是水，螺栓力不可列到控制体上 pA，,Qv，,Qv,R1112由图: 22pvv1120.3，，,,2g2g vA,vA1122 R,334.5N解 RF，F,,167.25N下上2 ? 方向与R相反 ,M,0取管和水为研究对象， G300，F75,F75，,vQ300上下2 F,F,,149.8N下上? ? F,8.7N,F,158.5N上下由??解: 31.下部水箱的质量为22.9kg，，其中盛水的质量为 91.5kg，如果此箱放在秤台上，受如图的恒定流作用。问秤的读数是多少, 解:从上部出口及下部出口知: v,2g1.81 到达下部水面: v,2g(1.8，6)2 ,23vA,2g1.8，d,0.187ms11Q,4= F,,Qv12下落冲力 F,,Qv21从下部出口冲力 ，，F,F,F,,Qv,v,1198N,1221 ,224，897，1198,2319N,读数 32.求水流对1m宽的挑流坎AB作用的水平分力和铅直分力。假定A、B两断面间水的质量 为274kg，而且断面B流出的流动可以认为是自由射流。 解:由连续性方程知: vh,vhh,2.1m00110(其中 ) 22vv01hh，,，01h,0.6m2g2g10—1:(其中) v,5.66ms,1 2Q,vh,3.4ms,11 22vv12hh，,，12h,0.9m2g2g2同理1—2: (其中) v,5.11ms2解得: 动量方程: ，，P,F,,Qv,vx1x2x1: ，，F,G,,QV,0yy2y: 0.6P,,ghA,,g，0.61c2其中: ,,v,vsin45v,vcos452y22x2， F,14.98KNF,8.7KNy,x ， 33.水流垂直于底面的宽度为1.2m，求它对建筑物的水平作用力。 22vv12hh，,，122g2g解: h,1.5mh,0.9m12其中:, vh,vh1122由连续性方程得: v,2.572msv,4.287ms12, Q,vA,vh，1.2,2222 hh12P,,g，h，1.2P,,g，h，1.2112222由压力体压强知， ，，P,P,R,,Qv,v1221由动量方程: R,5.23N解得 7Ls100rmin34.喷嘴直径25mm，每个喷嘴流量为，若涡轮以旋转，计算它的功率。 Q,vAv,14.268ms222解:由得: 100‘v,v,r,,v,0.6，，2,,8ms222,60 ’M,4,Qvr,0,134.4NM,2 100N,M,,134.4，，2,,1405W 60, ,,yxu,,u,xy2222，，，，2,x，y2,x，y35.已知平面流动的速度分量为:，，式中Г为常数， 求流线方程并画出若干条流线。 dydx,uuxy解:由题意得 xdx，ydy,0 22x，y,c积分: 流线为同心圆 22u,,y，tu,x，tyx36.已知平面流动的速度分量为:，，试求:t=0和t=1时，过M(1,1) 点的流线方程。 dydx,uuxy解:由题意得 dxdy,22x，t,y，t即: 22ln(x，t),,ln(,y，t)，c'积分得; 22ln(x，t)(,y，t),c' 22，，，，x，t,y，t,c, t,0～x,1～y,1～c,,1xy,1当 ? t,1～x,1～y,1～c,0，，，，x，1,y，1,0当 ? ，，，，x，1y,1,0即: 《车辆制冷与空调》第二次作业参考答案 《车辆隔热壁》、《制冷方法与制冷剂》、《蒸汽压缩式制冷》 一(简答题 1. 什么是隔热壁的传热系数,它的意义是什么, 答:隔热壁的传热系数指车内外空气温度相差1?时，在一小时内，通过一平方米热壁表面积所传递的热量。可以概括为单位时间、单位面积、单位温差传递的热量。 它可以表示出车体隔热壁允许热量通过的能力，愈大，在同样的传热面积与车内外温差的情况下，通过的热量就愈大，隔热性能就愈差。 2. 热量是如何从隔热壁一侧的空气中传至另一侧空气的, 答:热量从隔热壁一侧的空气中传至另一侧的空气中，其传热过程可以分为: 1)表面吸热——热量从一侧的空气中传至隔热壁的一侧表面; 2)结构透热——热量从隔热壁的一侧表面传至另一侧表面; 3)表面放热——热量从隔热壁另一侧表面传至另一侧的空气中。 3. 如何改善隔热壁的性能, 答:(1)尽可能减少热桥;(2)不同材料必须完全密贴;(3)减少漏泄;(4) 选用隔热性能较好的材料。 4. 蒸汽压缩制冷循环系统主要由哪些部件组成，各有何作用, 答:在蒸汽压缩制冷循环系统中，蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀是制冷系统中必不可少的四大件。 蒸发器是输送冷量的设备。制冷剂在其中吸收被冷却物体的热量实现制冷。 压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。 冷凝器是放出热量的设备，将蒸发器中吸收的热量连同压缩机功所转化的热量一起传递给冷却介质带走。 节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。 实际制冷系统中，除上述四大件之外，常常有一些辅助设备，如电磁阀、分配器、干燥器、集热器、易熔塞、压力控制器等部件组成，它们是为了提高运行的经济性，可靠性和安全性而设置的。 5. 蒸发器内制冷剂的汽化过程是蒸发吗,蒸发与沸腾有什么区别, 答:是。蒸发是汽化的一种形式，只在液体表面发生，而沸腾是汽化的又一种形式是在液体内部和表面同时发生的。 液体蒸发在任何温度下都能进行,且只在液体表面进行。 液体沸腾是在一定温度下发生的剧烈的汽化现象。液体沸腾时要吸热，但液体温度保持不变。 18 6. 制冷剂在蒸汽压缩制冷循环中，热力状态是如何变化的, 答:制冷剂蒸汽由蒸发器的末端进入压缩机吸气口时，压力越高温度越高，压力越低温度越低。制冷剂蒸汽在压缩机中被压缩成过热蒸汽，压力由蒸发压力P升高到冷凝压力P。为绝热压缩过程。外界的能量对制冷剂做功，使得制冷0k 剂蒸汽的温度再进一步升高，压缩机排出的蒸汽温度高于冷凝温度。 过热蒸汽进入冷凝器后，在压力不变的条件下，先是散发出一部分热量，使制冷剂过热蒸汽冷却成饱和蒸汽。饱和蒸汽在等温条件下，继续放出热量而冷凝产生了饱和液体。 饱和液体制冷剂经过节流元件，由冷凝压力P降至蒸发压力P，温度由tk0k降至t。为绝热膨胀过程。 0 以液体为主的制冷剂，流入蒸发器不断汽化，全部汽化变时，又重新流回到压缩机的吸气口，再次被压缩机吸入、压缩、排出，进入下一次循环。 7. 制冷剂在通过节流元件时压力降低，温度也大幅下降，可以认为节流过程近 似为绝热过程(即与外界没有热量交换)，那么制冷剂降温时的热量传给了 谁,用于干什么, 答:这个过程中热量传给了自身，使部分制冷剂液体汽化成蒸汽。 8. 单级蒸汽压缩式制冷理论循环有哪些假设条件, 答:理论循环假定: 假设进入压缩机的为饱和蒸汽，进入节流阀的为饱和液体; ? ? 假设压缩过程是等熵过程，节流过程是等焓过程; ? 假设蒸发与冷凝过程无传热温差; ? 假设除两大换热器外，系统与外界无热交换; ? 假设制冷剂无流阻损失。 9. 什么叫液体过冷,液体过冷对循环各性能参数有何影响,、 答:过冷液体:当冷凝剂在冷凝器中被冷凝成液体后，如果液体继续向外放热，制冷剂的温度就会低于饱和温度(对应于冷凝压力的冷凝温度)，低于饱和温度的制冷剂液体称为过冷液体。 液体过冷对循环各性能参数的影响: ? 使单位制冷量增大; ? 使单位容积制冷量增大; ? 单位功保持不变; ? 使制冷系数增大。 总之，制冷剂液体的过冷有利于制冷循环，可提高制冷循环经济性。 10. 试写出制冷剂R11、R115、R32和R12、Rl2B1的化学式。 答:R11: CFCL R115: CFCL (注意区分:R1150:CH) 32524 19 R32: CHF R12: CFCl 22 22 Rl2B1:CFCLBr 2 11. 试写出CF3Cl、CH4、CHF3、C2H3F2Cl、H2O、CO2的编号。 答: CFCL:R13 3 CH R50 4: CHF:R23 3 CHFCl: R142B 232 HO:R718 2 CO:R744 2 12. 写出与下列制冷剂的符号规定式相对应的化学分子式( 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 写出过程) (1)R22 (2)R134 答:(1)R22符号规定式通式为R(m-1)(n+1)x m-1=2 n+1=2 x=2 所以m=1 n=1 x=2 符号规定式通式为:CHFCI mnxy y=2m+2-n-x=2+2-1-2=1 所以R22的符号规定式为CHCIF2 (2)R134符号规定式通式为R(m-1)(n+1)x m-1=1 n+1=3 x=4 所以m=2 n=2 x=4 符号规定式通式为:CHFCImnxy y=2m+2-n-x=4+2-2-4=0 所以R134的符号规定式为CHF224 13. 单级蒸汽压缩式制冷实际循环与理论循环有何区别, 答:单级蒸汽压缩式制冷实际循环与理论循环的区别: 在实际循环中存在: (1)制冷剂在流动过程中会产生阻力压降; (2)蒸发器出口蒸汽过热 (3)冷凝器出口液体过冷; (4)压缩机压缩空气的过程不等熵。 与理论循环相比，实际循环单位实际压缩功增大，而压缩机实际输气量减小。 14. 什么叫有效过热,什么叫有害过热,有效过热对哪些制冷剂有利，对哪 些制冷剂不利, 答:有效过热:即吸入蒸汽的过热量全部来自冷藏货物间内的吸热。如果吸 20 入蒸汽的过热发生在蒸发器本身的后部，或者发生在安装于被冷却室内的吸气管道上，或者发生在二者皆有的情况下，那么因过热而吸收的热量来自被冷却空间，如吸入蒸汽的过热热全部来自冷藏货物间或客车室内的西热，因而产生了有用的制冷效果。这种过热称之为“有效”过热。 有效过热对R502 R600a R290 R134a等制冷剂有利，而对R22 和Nh3等制冷剂不利。 有害过热:吸入蒸汽的过热全部来自冷藏货物间外。由蒸发器出来的低温制冷剂蒸汽，在通过吸入管道进入压缩机前，从周围环境中(如冷藏货物间之外)吸取热量而过热，制冷剂所增加的吸热量Δq0r并没有对冷却对象产生任何制冷效应，即没有提高制冷装置的有效制冷量，习惯上称这种过热为“无效”过热。在这种吸气过热时，过热度越大，制冷系数和单位容积制冷量降低越多，冷凝器的热负荷也增加越多，故称之为有害过热。蒸发温度越低，有害过热越大。 15. 什么是回热循环,它对制冷循环有何影响, 答:回热循环就是让蒸发器出来的制冷剂蒸汽和高温制冷剂液体在热交换器中进行热交换，使液体过冷，气体过热的循环。 回热循环对制冷循环的影响: (1)可以保证制冷装置的压缩机运转安全; )可以减小节流热损失。 (2 16. 蒸汽有害过热对循环各性能参数有何影响,减小蒸汽有害过热的措施是 什么, 答:蒸汽过热对循环各性能参数的影响: 单位质量制冷量q0不变; 单位理论功增大; 制冷系数减小; 单位容积制冷量减小; 冷凝器的热负荷增加。 减小蒸汽有害过热的措施:吸气管路用隔热材料包扎起来。 17. 什么叫过冷度,什么叫过热度, 答:过冷度:饱和温度与过冷液体的温度之差称为过冷度。 过热度:过热蒸汽的温度与饱和蒸汽的温度之差称为过热度。 18. 蒸汽压缩制冷用制冷剂是如何分类的, 答:按化学结构分有: 无机化合物(如R717等);碳氢化合物(R600a、R290等)。?氟里昂(R22、R134a等);?多元混合溶液(非共沸溶液有R407C等，共沸溶液有R502等);按蒸发温度和冷凝压力分有:?高温低压制冷剂;?中温中压制冷剂;?低温高压制冷剂。按可然性和毒性分，分不可然、可然、易燃、低毒、高毒等组合类别。 21 19. 何为CFC类物质,为何要限制和禁用CFC类物质, 答:CFC类物质就是不含氢的氟里昂。CFC物质对大气忠的臭氧和地球高空的臭氧层有严重的破坏作用，会导致地球表面的紫外线辐射强度增加，破坏人体免疫系统。还会导致大气温度升高，加剧温室效应。因此，减少和禁用CFC类物质的使用和生产，已经成为国际社会环保的紧迫任务。 20. 冷凝温度变化和蒸发温度变化分别对蒸汽压缩式制冷系统有何影响, 答:当蒸温度一定时，随着冷凝温度的升高，则节流损失增大，制冷量减少，而轴功率增大，制冷系数降低;冷凝温度下降，则节流损失减小，制冷量增加，功耗减少，制冷系数提高。 当冷凝温度一定时，随着蒸发温度的下降，压缩机制冷量减少，而轴功率与制冷系数视情况而变。也减少。冷凝温度不变时，制冷机在不同蒸发温度下轴功率是变化的，而且与未变化前的蒸发温度有关。当t由室温逐渐下降时，制冷e 机的轴功率逐渐增大，t下降到一定值时，轴功率会达到最大值。如果蒸发温度e t继续下降，轴功率逐渐减小。 e 二. 画图及说明 ,(画出制冷系统的基本原理图及单级蒸汽压缩式制冷循环的理论循环压焓图和T-S，并说明其循环过程。 答:制冷系统的基本原理图间图1。 压缩机的可逆绝热过程是等熵过程，节流过程常可看作为等焓过程，则循环可用如下P-H和,-S图表示。图2 为单级蒸汽压缩式制冷循环的理论循环压焓图和T-S。 冷凝器 压缩机 节流阀 蒸发器 图1 22 图2 ,(画出蒸汽压缩制冷回热循环的P-H图和,,,图。 解:单级蒸汽压缩制冷回热循环的P-H图和,-S图如下图所示: 三. 计算题 ,(假定循环为单级压缩蒸汽制冷的理论循环，蒸发温度t0=,15?,冷凝温度为30?，工质为R12，试对该循环进行热力计算。 (根据R12的热力性质图表，查出有关状态参数值: h1=345.8 kJ/kg v1=0.09145 m3/kg h3=h4=228.6 kJ/kg h2=375.1 kJ/kg t2=57?) 解:该循环的压焓图如下所示: 23 1 单位质量制冷量 q=h,h=345.8-228.6=117.2 kJ/kg 0153 2 单位容积制冷量 q= q/ v=117.2/0.09145=1281.6 kJ/M V01 4 单位理论功 w=h2,h1=375.1-345.8=29.3 kJ/kg 0 5 制冷系数 ε= q/ w=117.2/29.3=4.0 00 6冷凝器单位热负荷 q=h,h=375.1-228.6=146.5 kJ/kg k23 4-1,(有一氨压缩制冷机组，制冷能力Q为4.0×10KJ?h，在下列条件工作:0 蒸发温度为-25?，进入压缩机的是干饱和蒸汽，冷凝温度为20?，冷凝过冷5?。试计算: (1)单位重量制冷剂的制冷能力; (2)每小时制冷剂循环量; (3)冷凝器中制冷剂放出热量; (4)压缩机的理论功率; (5)理论制冷系数。 5解:查表得到制冷剂氨在-25?时的P0=1.51585×10 pa，20?时的压力为Pc=0.85737 Mpa，15?时的压力为0.728785 Mpa。 首先在P—H图(或T—S图)上按照已知条件定出各状态点。 -1查得 H=1430KJ?kg 1-1 H=1680KJ?kg 2 冷凝出来的过冷液体(过冷度为5?)状态3 的决定:假设压力对液体的焓值几乎没有影响，从状态3沿着饱和液体线向下过冷5?，找到3 ，用此点的焓值近似代替3 的焓值，由于过冷度是有限的，实际上3 和3 很接近，不会造成太大的偏差。3 ?4仍为等焓膨胀过程， -1 H=H=270kJ?kg 3`4-1 制冷能力 q=H-H=1430-270=1160KJ?kg 014 4Q4，10,10G,,,34.5kg,h 制冷剂循环量 q11600 -1冷凝过程即2?3 ，放出热量Q=(H-H)G=34.5(270-1690)=-48645KJ?h 32 G(H,H)34.5(1680,1430)21N,,,2.40kW压缩机功率 36003600 24 H,H1430,270116014制冷系数 ,,,,,4.64H,H1680,143025021 ,.有人设计了一套装置用来降低室温。所用工质为水，工质喷入蒸发器内部分汽化，其余变为5?的冷水，被送到使用地点，吸热升温后以13?的温度回到蒸发器，蒸发器中所形成的干度为98%的蒸汽被离心式压气机送往冷凝器中，在32?的温度下凝结为水。为使此设备每分钟制成750kg的冷水，求 1) 蒸发器和冷凝器中的压力; 2) 制冷量(kJ/h); 3) 冷水循环所需的补充量; 4) 每分钟进入压气机的蒸汽体积。 解: (1) 从饱和水和饱和蒸汽表查得:蒸发器内5?水的饱和蒸汽压 55p=0.00872×10Pa，冷凝器的温度为32?水的饱和压力p=0.0468×10Pa 12(2) 本装置依靠5?的冷水从室内吸热，从而升温至13?来降低室温，故本装 置的制冷量为 Q=G(H,H)=GC(T,T) 02562P56 =750×4.184×(13,5) =25104(kJ/min)=1506240kJ/h (3) 对蒸发器作质量衡算 G=G，G (1) 132 对蒸发器再作能量衡算 GH=GH，GH (2) 153126 联立方程(1)和(2)求得G，即为冷水循环所需的补充量 3 750()HH,56 G= 3HH,15 从饱和水和饱和蒸汽表查得 H(t=5?，x=0.98)=2460kJ/kg，H(t=13?的饱和水)=54.(kJ/kg) 15 因此 25104G==10.48(kg/min) B246054.6, 3(4) 从饱和水和饱和蒸汽表查得:5?时的饱和蒸汽比容υ=147.12m/kg;5?g3时饱和水的比容υ=0.001m/kg，则干度为0.98的蒸汽比容 f3 υ=υx，υ(1,x)=147.12×0.98，0.001×(1,0.98)=144.18(m/kg) gf 最后得到每分钟进入压气机的蒸汽体积为 3 V=Gυ=10.48×144.18=1511(m/min) 3 25