工程热力学课后习题及答案第六版完整版

2-2.已知的M＝28，求（1）的气体常数；（2） 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 状态下的比容和密度；（3），℃时的摩尔容积。解：（1）的气体常数＝（2）标准状态下的比容和密度＝＝（3），℃时的摩尔容积＝＝2-3．把CO2压送到容积3m3的储气罐里，起始 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 压力kPa，终了表压力Mpa，温度由t1＝45℃增加到t2＝70℃。试求被压入的CO2的质量。当地大气压B＝kPa。解：热力系：储气罐。应用理想气体状态方程。压送前储气罐中CO2的质量压送后储气罐中CO2的质量根据 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 意容积体积不变；R＝（1）（2）（3）（4）压入的CO2的质量（5）将（1）、(2)、(3)、(4)代入（5）式得m=12.02kg2-5当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300m3的空气，如外界的温度增高到27℃，大气压降低到，而鼓风机每小时的送风量仍为300m3，问鼓风机送风量的质量改变多少解：同上题＝41.97kg2-6空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15℃、压力为的空气3m3，充入容积8.5m3的储气罐内。设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在多长时间内空气压缩机才能将气罐的表压力提高到设充气过程中气罐内温度不变。解：热力系：储气罐。使用理想气体状态方程。第一种解法：首先求终态时需要充入的空气质量kg压缩机每分钟充入空气量kg所需时间第二种解法将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为一定量的空气压缩为的空气；或者说、m3的空气在下占体积为多少的问题。根据等温状态方程、8.5m3的空气在下占体积为m3压缩机每分钟可以压缩的空气3m3，则要压缩m3的空气需要的时间2－8在一直径为400mm的活塞上置有质量为3000kg的物体，气缸中空气的温度为18℃，质量为2.12kg。加热后其容积增大为原来的两倍。大气压力B＝101kPa，问：（1）气缸中空气的终温是多少（2）终态的比容是多少（3）初态和终态的密度各是多少解：热力系：气缸和活塞构成的区间。使用理想气体状态方程。（1）空气终态温度582K（2）空气的初容积p=3000×(πr2)+101000=0.527m3空气的终态比容＝0.5m3/kg或者0.5m3/kg（3）初态密度＝4kg/m32kg/m32-9解：（1）氮气质量＝7.69kg（2）熔化温度＝361K2－14如果忽略空气中的稀有气体，则可以认为其质量成分为，。试求空气的折合分子量、气体常数、容积成分及在标准状态下的比容和密度。解：折合分子量＝气体常数＝288容积成分＝％1－％＝％标准状态下的比容和密度＝1.288kg/m3＝0.776m3/kg2-15已知天然气的容积成分，，，，，。试求：天然气在标准状态下的密度；各组成气体在标准状态下的分压力。解：（1）密度＝（2）各组成气体在标准状态下分压力因为：同理其他成分分压力分别为：（略）3－1安静状态下的人对环境的散热量大约为400KJ/h，假设能容纳2000人的大礼堂的通风系统坏了：（1）在通风系统出现故障后的最初20min内礼堂中的空气内能增加多少（2）把礼堂空气和所有的人考虑为一个系统，假设对外界没有传热，系统内能变化多少如何解释空气温度的升高。解：（1）热力系：礼堂中的空气。闭口系统根据闭口系统能量方程因为没有作功故W=0；热量来源于人体散热；内能的增加等于人体散热。＝×105kJ（1）热力系：礼堂中的空气和人。闭口系统根据闭口系统能量方程因为没有作功故W=0；对整个礼堂的空气和人来说没有外来热量，所以内能的增加为0。空气温度的升高是人体的散热量由空气吸收，导致的空气内能增加。3－5，有一闭口系统，从状态1经a变化到状态2，如图，又从状态2经b回到状态1；再从状态1经过c变化到状态2。在这个过程中，热量和功的某些值已知，如表，试确定未知量。过程热量Q（kJ）膨胀功W（kJ）1-a-210x12-b-1-7-41-c-2x22解：闭口系统。使用闭口系统能量方程(1)对1-a-2和2-b-1组成一个闭口循环，有即10＋（－7）＝x1+（－4）x1=7kJ(2)对1-c-2和2-b-1也组成一个闭口循环x2＋（－7）＝2+（－4）x2=5kJ(3)对过程2-b-1，根据－3kJ3-6一闭口系统经历了一个由四个过程组成的循环，试填充表中所缺数据。过程Q（kJ）W（kJ）ΔE（kJ）1～21100011002～30100-1003～4-9500-9504～5050-50解：同上题3-7解：热力系：1.5kg质量气体闭口系统，状态方程：＝90kJ由状态方程得1000＝a*+b200=a*+b解上两式得：a=-800b=1160则功量为＝900kJ过程中传热量＝990kJ3－8容积由隔板分成两部分，左边盛有压力为600kPa，温度为27℃的空气，右边为真空，容积为左边5倍。将隔板抽出后，空气迅速膨胀充满整个容器。试求容器内最终压力和温度。设膨胀是在绝热下进行的。解：热力系：左边的空气系统：整个容器为闭口系统过程特征：绝热，自由膨胀根据闭口系统能量方程绝热自由膨胀W＝0因此ΔU=0对空气可以看作理想气体，其内能是温度的单值函数，得根据理想气体状态方程＝100kPa3-9一个储气罐从压缩空气总管充气，总管内压缩空气 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 恒定，为500kPa，25℃。充气开始时，罐内空气参数为100kPa，25℃。求充气终了时罐内空气的温度。设充气过程是在绝热条件下进行的。解：开口系统特征：绝热充气过程工质：空气（理想气体）根据开口系统能量方程，忽略动能和未能，同时没有轴功，没有热量传递。没有流出工质m2=0dE=dU=(mu)cv2-(mu)cv1终态工质为流入的工质和原有工质和m0=mcv2-mcv1mcv2ucv2-mcv1ucv1=m0h0(1)h0=cpT0ucv2=cvT2ucv1=cvT1mcv1=mcv2=代入上式(1)整理得=3－10供暖用风机连同加热器，把温度为℃的冷空气加热到温度为℃，然后送入建筑物的风道内，送风量为0.56kg/s，风机轴上的输入功率为1kW，设整个装置与外界绝热。试计算：（1）风机出口处空气温度；（2）空气在加热器中的吸热量；（3）若加热器中有阻力，空气通过它时产生不可逆的摩擦扰动并带来压力降，以上计算结果是否正确解：开口稳态稳流系统（1）风机入口为0℃则出口为℃℃空气在加热器中的吸热量＝(3)若加热有阻力，结果1仍正确；但在加热器中的吸热量减少。加热器中，p2减小故吸热减小。3－11一只0.06m3的罐，与温度为27℃、压力为7MPa的压缩空气干管相连接，当阀门打开，空气流进罐内，压力达到5MPa时，把阀门关闭。这一过程进行很迅速，可认为绝热。储罐的阀门关闭后放置较长时间，最后罐内温度回复到室温。问储罐内最后压力是多少解：热力系：充入罐内的气体由于对真空罐充气时，是焓变内能的过程罐内温度回复到室温过程是定容过程＝3－12压力为1MPa和温度为200℃的空气在一主管道中稳定流动。现以一绝热容器用带阀门的管道与它相连，慢慢开启阀门使空气从主管道流入容器。设（1）容器开始时是真空的；（2）容器装有一个用弹簧控制的活塞，活塞的位移与施加在活塞上的压力成正比，而活塞上面的空间是真空，假定弹簧的最初长度是自由长度；（3）容器装在一个活塞，其上有重物，需要1MPa的压力举起它。求每种情况下容器内空气的最终温度解:（1）同上题662K=389℃（2）h=cpT0L=kpT=552K=279℃同（2）只是W不同T=473K＝200℃3－13解：对理想气体3－14解：（1）理想气体状态方程＝586K（2）吸热：＝2500kJ3-15解：烟气放热等于空气吸热1m3空气吸取1.09m3的烟气的热＝267kJ＝205℃t2=10+205=215℃3-16解：代入得：＝582K＝309℃3－17解：等容过程＝3-18解：定压过程T1==T2=内能变化：＝焓变化：kJ功量交换：＝热量交换：=kJp734-11kg空气在可逆多变过程中吸热40kJ，其容积增大为，压力降低为，设比热为定值，求过程中内能的变化、膨胀功、轴功以及焓和熵的变化。解：热力系是1kg空气过程特征：多变过程＝因为内能变化为＝＝＝＝8×103J膨胀功：＝32×103J轴功：×103J焓变：＝×8＝×103J熵变：＝×1034－2有1kg空气、初始状态为，℃，进行下列过程：（1）可逆绝热膨胀到；（2）不可逆绝热膨胀到，；（3）可逆等温膨胀到；（4）可逆多变膨胀到，多变指数；试求上述各过程中的膨胀功及熵的变化，并将各过程的相对位置画在同一张图和图上解：热力系1kg空气膨胀功：＝×103J熵变为0（2）＝×103J＝（3）＝×103＝×103（4）＝×103J＝＝－4-3具有1kmol空气的闭口系统，其初始容积为1m3，终态容积为10m3，当初态和终态温度均100℃时，试计算该闭口系统对外所作的功及熵的变化。该过程为：（1）可逆定温膨胀；（2）向真空自由膨胀。解：（1）定温膨胀功7140kJK(2)自由膨胀作功为0K4－4质量为5kg的氧气，在30℃温度下定温压缩，容积由3m3变成0.6m3，问该过程中工质吸收或放出多少热量输入或输出多少功量内能、焓、熵变化各为多少解：－放热因为定温，内能变化为0，所以内能、焓变化均为0熵变：－kJ/K4－5为了试验容器的强度，必须使容器壁受到比大气压力高的压力。为此把压力等于大气压力。温度为13℃的空气充入受试验的容器内，然后关闭进气阀并把空气加热。已知大气压力B＝，试问应将空气的温度加热到多少度空气的内能、焓和熵的变化为多少解：（1）定容过程内能变化：kgkJ/kgkJ/4-66kg空气由初态p1＝，t1=30℃，经过下列不同的过程膨胀到同一终压p2＝：（1）定温过程；（2）定熵过程；（3）指数为n＝的多变过程。试比较不同过程中空气对外所作的功，所进行的热量交换和终态温度。解：（1）定温过程kJT2=T1=30℃（2）定熵过程kJQ＝0（3）多变过程＝kJkJ4－7已知空气的初态为p1＝，v1=0.236m3/kg。经过一个多变过程后终态变化为p2＝，v2=0.815m3/kg。试求该过程的多变指数，以及每千克气体所作的功、所吸收的热量以及内能、焓和熵的变化。解：（1）求多变指数＝1千克气体所作的功146kJ/kg吸收的热量=kJ/kg内能：＝－kJ/kg焓：－kJ/kg熵：＝90J/4-81kg理想气体由初态按可逆多变过程从400℃降到100℃，压力降为，已知该过程的膨胀功为200kJ，吸热量为40kJ，设比热为定值，求该气体的和解：kJ＝533J/=200kJ解得：n＝R=327J/代入解得：＝533+327=860J/4-9将空气从初态1，t1=20℃,定熵压缩到它开始时容积的1/3，然后定温膨胀，经过两个过程，空气的容积和开始时的容积相等。求1kg空气所作的功。解：＝-116kJ/kg＝＝kJ/kgw=w1+w2=kJ/kg4-101kg氮气从初态1定压膨胀到终态2，然后定熵膨胀到终态3。设已知以下各参数：t1=500℃，v2=0.25m3/kg，p3＝，v3=1.73m3/kg。求（1）1、2、3三点的温度、比容和压力的值。（2）在定压膨胀和定熵膨胀过程中内能的变化和所作的功。解：(1)＝MPa＝1263Kp1=p2=MPav1==0.15m3/kg=583K(2)定压膨胀364kJ/kgkJ/kg定熵膨胀505kJ/kg-505kJ/kg或者：其q=0,=-505kJ/kg4-111标准m3的空气从初态1p1＝，t1=300℃定熵膨胀到状态2，且v2=3v1。空气由状态2继续被定温压缩，直到比容的值和开始时相等，v3=v1，求1、2、3点的参数（P,T,V）和气体所作的总功。解：0.274m3/kgMPa369KV2=3V1=0.822m3T3=T2=369KV3=V1=0.274m3MPa4－12压气机抽吸大气中的空气，并将其定温压缩至p2＝5MPa。如压缩150标准m3空气，试求用水冷却压气机气缸所必须带走的热量。设大气处于标准状态。解：-59260kJ4-13活塞式压气机吸入温度t1=20℃和压力p1＝的空气，压缩到p2＝，压气机每小时吸气量为600标准m3。如压缩按定温过程进行，问压气机所需的理论功率为多少千瓦若压缩按定熵过程进行，则所需的理论功率又为多少千瓦解：定温：0.215kg/s－定熵＝－KW4－14某工厂生产上需要每小时供应压力为的压缩空气600kg；设空气所初始温度为20℃，压力为。求压气机需要的最小理论功率和最大理论功率。若按n＝的多变过程压缩，需要的理论功率为多少解：最小功率是定温过程m=600/3600=16kg16℃400m375℃8.04kg27℃0010292m3/kgv``＝kgh``＝kgh`=kJ/kgp2=比容：＝m3/kg干度：＝焓：hx＝xh``+(1-x)h`=kg放出的热量：q=m(h``120-hx-vx(p2-p1))=817kJ7－9有一刚性容器，用一薄板将它分隔为A、B两部分。在A中盛有1kg、压力pA＝MPa的干饱和蒸汽，B中盛有2kgpB＝1MPa，x＝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p3＝MPa。求（1）容器的总容积及终了时蒸汽的干度；（2）由蒸汽传给环境的热量。解：（1）容器的总容积pA＝MPa的干饱和蒸汽参数v``＝kgh``＝kguA＝kgA占容积：VA=mAv``=m3pB＝1MPa的饱和蒸汽参数v``＝kgv`＝kgh``＝2777kJ/kgh`＝kgvB=xv``+(1-x)v`=m3/kghB＝xh``+(1-x)h`=2374kJ/kguB＝2219kJ/kgB占容积：VA=mBv=m3总容积:V=VA+VB=m3的饱和蒸汽参数v``＝kgv`＝kgh``＝kgh`＝kg蒸汽比容：m3/kg蒸汽干度：＝（2）由蒸汽传给环境的热量终了时的焓：hx＝xh``+(1-x)h`=2502kJ/kgux＝kg＝kJ7－10将1kgp1=，t1=200℃的蒸汽在定压条件下加热到t2=300℃，求此定压加热过程加入的热量和内能的变化量。若将此蒸汽再送入某容器中绝热膨胀至p3=，求此膨胀过程所作的功量。解：查表p1=，t1=200℃h1=2850kJ/kgv1=m3/kg（u1=2639kJ/kg）查表p2=，t2=300℃h2=3061kJ/kgv2=m3/kgs2=kJ/（u2=2801kJ/kg）查表p3=，s=h3=2680kJ/kgv3=m3/kg（u3=2509kJ/kg）定压过程加入的热量和内能变化量q=h2-h1=211kJ/kg=162kJ/kg绝热膨胀过程所作的功量＝292kJ/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及汽轮机所作的功；（2）若蒸汽在汽轮机中为不可逆绝热膨胀，引起的熵产为，则汽轮机作的功将为多少解：查表p1=3MPa，t1=450℃的参数h1=3344kJ/kgs1=kJ/则绝热膨胀到p2=5kPa，s2=kJ/时蒸汽的终参数t2=℃h2=2160kJ/kgv2=m3/kg汽轮机所作的功1184kJ/kg（2）不可逆绝热膨胀后的熵为s3=+＝p3=5kPa蒸汽的终参数：h3=2236kJ/kg汽轮机所作的功1108kJ/kg7-12有一台工业锅炉，每小时能生产压力p1=，t1=300℃的过热蒸汽10t。已知给水的温度25℃；从锅筒引出的湿蒸汽的干度x＝；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）若锅炉的耗煤量B＝1430kg/h，求锅炉效率；（2）湿蒸汽在过热器中所吸收的热量及内能的变化量。解：（1）煤的总发热量hp1=，t1=300℃的过热蒸汽的参数：h1=3040kJ/kgv1＝kg取水为定值比热，其的焓值：h0＝25×＝104kJ/kg单位蒸汽吸热量：q=h1-h0=2936kJ/kg总吸热量：MkJ/h锅炉效率：％（2）湿蒸汽的参数v2＝m3/kgh2＝2708kJ/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=100℃的干饱和蒸汽的焓：h=kg20℃水的焓：h0=20*=kJ/kg水的吸热量：q1=200*烟气的放热量：q=864200kJ/h烟气量：＝2139kg/h=kgV=4128m3/h7-14湿蒸汽进入干度计前的压力p1=，经节流后的压力p2=，温度t2=130℃。试用焓熵图确定湿蒸汽的干度。解：节流前后焓不变查h-s图得：x=8-1温度20℃，压力，相对湿度70％的湿空气2.5m3。求该湿空气的含湿量、水蒸气分压力、露点、水蒸气密度、干空气质量、湿空气气体常数。如该湿空气在压力不变的情况下，被冷却为10℃的饱和空气，求析出的水量。解：（1）水蒸气分压力：根据20℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为MPaMPa含湿量：＝露点：查水蒸气表，当MPa时，饱和温度即露点14.35℃水蒸气密度：干空气质量：㎏求湿空气质量㎏湿空气气体常数：查在10℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为kPa含湿量：＝析出水量：＝8-2温度25℃，压力，相对湿度50％的湿空气10000kg。求该湿空气的露点、绝对湿度、含湿量、湿空气密度、干空气密度、湿空气容积。解：水蒸气分压力：根据25℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为×=露点：查水蒸气表，当时，饱和温度即露点13.8℃25℃,＝绝对湿度：＝含湿量：＝湿空气密度：＝干空气密度：湿空气容积：8600m38-3查表题8－4压力B为101325Pa的湿空气，在温度1＝5℃，相对湿度1＝60％的状态下进入加热器，在2＝20℃离开加热器。进入加热器的湿空气容积为＝10000m3。求加热量及离开加热器时湿空气的相对湿度。解：查饱和空气状态参数1＝5℃，＝872Pa2＝20℃，＝分别计算状态参数：1＝5℃，1＝60％时＝872×60％＝Pa3.2g/kg(a)kg(a)在加热器中是等湿过程：kg(a)kJ/kg(a)查图得湿空气相对湿度：2＝23％干空气的质量：12634kg加热量：×105kJ8－5有两股湿空气进行绝热混合，已知第一股气流的1＝15m3/min，1＝20℃，1＝30％；第二股气流的2＝20m3/min，2＝35℃，2＝80％。如两股气流的压力均为1013×102Pa，试分别用图解法及计算法求混合后的焓、含湿量、温度、相对湿度。解：图解法略。计算法：查饱和空气状态参数1＝20℃，＝，h1=kg(a)2＝35℃，＝，h2=kJ/kg(a)4.37g/kg(a)28.9g/kg(a)17.65kg21.75kg焓：＝kJ/kg(a)=17.9g/kg(a)查图得：℃＝73％8-6已知湿空气的60kJ/kg(a)，t=25℃，试用B＝的焓湿图，确定该湿空气的露点、湿球温度、相对湿度、水蒸气分压力。解：露点19℃湿球温度℃相对湿度69％水蒸气分压力＝2185Pa8-7在容积＝60℃的房间内，空气的温度和相对湿度分别为21℃及70％。问空气的总质量及焓kg值各为多少设当地大气压为B＝。解：空气21℃对应的饱和压力：水蒸气的分压力：＝kPa温度21℃和相对湿度分别为70％的空气焓：kg(a)干空气的质量：空气的含湿量：kg(a)空气的总质量：＝kg空气的焓值：×＝kJ8-8将温度1＝15℃，1＝60％的空气200m3加热到2＝35℃，然后送入到干燥器。空气在干燥器总与外界绝热的情况下吸收物料总的水份，离开干燥器的相对湿度增至3＝90％。设当地大气压力B＝。试求(1)空气在加热器中的吸热量；（2）空气在干燥器中吸收的水份。解：查表1＝15℃，＝kPa2＝35℃，＝计算状态参数：1＝15℃，1＝60％时＝kPa6.33g/kg(a)kg(a)在加热器中是等湿过程：kg(a)kJ/kg(a)查图得湿空气相对湿度：2＝18％干空气的质量：242.6kg加热量：干燥器中是绝热过程h3=h2=kJ/kg(a)由3＝90％查表得＝kg(a)吸收的水份：＝1538.4g8-9某空调系统每小时需要c＝21℃，c＝60％的湿空气12000m3。已知新空气的温度1＝5℃，1＝80％，循环空气的温度2＝25℃，2＝70％。新空气与循环空气混合后送入空调系统。设当时的大气压力为。试求（1）需预先将新空气加热到多少度（2）新空气与循环空气的流量各为多少（kg/h）解：已知：1＝5℃，1＝80％，2＝25℃，2＝70％查h-d图可得：h1=kJ/kg(a)d1=4.32g/kg(a)，h2=kJ/kg(a)d2=13.93g/kg(a)求c＝21℃，c＝60％的水蒸气分压力hc＝kJ/kg(a)，dc=9.3g/kg(a)，＝，＝，求干空气质量：14195kg/h根据混合空气的焓和含湿量 计算公式 六西格玛计算公式下载结构力学静力计算公式下载重复性计算公式下载六西格玛计算公式下载年假计算公式 可得：6839kg/h7356kg/hh=kJ/kg(a)根据d=d1=g/kg(a)查图得t=17℃8-10为满足某车间对空气温度及相对湿度的要求，需将1＝10℃，1＝30％的空气加热加湿后再送入车间，设加热后空气的温度2＝21℃，处理空气的热湿比＝3500。试求空气终了时的状态参数d2、h2、2。解：由1＝10℃，1＝30％，＝3500查图得：h2＝56kJ/kg(a)，d2=13.5g/kg(a)，2＝85％8-11某空调系统每小时需要2＝21℃，2＝60％的湿空气若干（其中干空气质量4500kg/h）。现将室外温度1＝35℃，1＝70％的空气经处理后达到上述要求。（1）求在处理过程中所除去的水分及放热量；（2）如将35℃的纯干空气4500kg冷却到21℃，应放出多少热量。设大气压力B＝101325Pa。解：（1）查h-d图2＝21℃，2＝60％1＝35℃，1＝70％得h1=kJ/kg(a)d1=25.17g/kg(a)h2=kJ/kg(a)d2=9.3g/kg(a)处理过程除去的水分=kg/h放热量：＝kJ/h（2）将35℃的纯干空气4500kg冷却到21℃，放出热量＝63630kJ8－12已知湿空气的温度＝18℃，露点d＝8℃,试求相对湿度、绝对湿度及含湿量。如将上述湿空气加热至40℃，其相对湿度、绝对湿度有何变化如将其冷却至饱和状态，求其相对湿度与绝对湿度。当时大气压力为。解：(1)查图得：52％＝65.08m3/kg＝0.008kg/m36.7g/kg(a)(2)相对湿度2=14％＝19.5m3/kg绝对湿度＝m3(3)冷却至饱和状态3=100％饱和温度为8℃＝120.9m3/kg绝对湿度＝m38-13冷却塔中水的温度由38℃被冷却至23℃，水流量100×103kg/h。从塔底进入的湿空气参数为温度15℃，相对湿度50％,塔顶排出的是温度为30℃的饱和空气。求需要送入冷却塔的湿空气质量流量和蒸发的水量。若欲将热水（38℃）冷却到进口空气的湿球温度，其他参数不变，则送入的湿空气质量流量又为多少设大气压力B＝101325Pa。解：查h-d图1＝15℃，1＝50％2＝30℃，2＝100％得h1=kJ/kg(a)d1=5.28g/kg(a)h2=kg(a)d2=27.2g/kg(a)由t3＝38℃和t4＝23℃，取水的平均定压比热＝水的焓值：＝kJ/kg＝kJ/kg干空气的质量：＝×103kg(a)/h送入湿空气的质量＝×103kg/h蒸发的水量＝1988kg/h（2）查图湿球温度为℃，＝kg＝×103kg(a)/h送入湿空气的质量＝×103kg/h8－14某厂房产生余热16500kJ/h，热湿比＝7000。为保持室内温度2＝27℃及相对湿度2＝40％的要求，向厂房送入湿空气的温度1＝19℃，求每小时的送风量为多少千克及厂房的产湿量。大气压力B＝101325Pa。解：厂房的余湿：＝h查图得h2=kJ/kg,h1=35kJ/kg，d1=g/kg(a)送干空气量1112kg/h送风量＝×103kg/h9-1压力为，温度为20℃的空气，分别以100、300、500及1000m/s的速度流动，当被可逆绝热滞止后，问滞止温度及滞止压力各多少解：h1==×293=296kJ/kgh0=h1+当c=100m/s时：h0=301kJ/kg，T0＝＝298K，＝MPa当c=300m/s时：h0=341kJ/kg，T0＝，p0=当c=500m/s时：h0=421kJ/kg，T0＝，p0=当c=1000m/s时：h0=796kJ/kg，T0＝，p0=9-2质量流量kg/s的空气在喷管内作定熵流动，在截面1-1处测得参数值p1=，t1＝200℃，c1=20m/s。在截面2-2处测得参数值p2＝。求2-2截面处的喷管截面积。解：>MPa采用渐缩喷管。c1=20m/s较小忽略。因此2-2截面处是临界点421K0.6m3/kg323m/s0.00185m39-3渐缩喷管进口空气的压力p1=，t1＝80℃，c1=50m/s。喷管背压pb=。求喷管出口的气流速度c2，状态参数v2、t2。如喷管出口截面积f2=1cm2，求质量流量。解:=pb所以渐缩喷管进口截面压力p2＝pc＝MPa由定熵过程方程可得：（按c1＝0处理）＝294Kc2＝a＝＝344m/s0.0634m3/kg0.543m3/s9-5空气流经喷管作定熵流动，已知进口截面上空气参数p1=，t1＝947℃，c1=0m/s。喷管出口处的压力p2分别为MPa及MPa，质量流量均为kg/s。试选择喷管类型，计算喷管出口截面处的流速及出口截面积。解：（1）p2＝=MPapb选缩放喷管。＝737K985m/s1.76m3/kg8.9cm29-6空气流经一断面为0.1m2的等截面通道，在截面1-1处测得c1=100m/s，p1=，t1＝100℃；在截面2-2处，测得c2=171.4m/s，p2＝。若流动无摩擦损失，求（1）质量流量；（2）截面2-2处的空气温度；（3）截面1-1与截面2-2之间的传热量。解：（1）质量流量0.71m3/kg14.08kg/s（2）＝m3/kg595K（3）3141kJ/s9-7有p1=，t1＝300℃的氧气通过渐缩喷管，已知背压pb=。喷管出口直径d2=10mm。如不考虑进口流速的影响，求氧气通过喷管的出口流速及质量流量。解：p2＝MPa=MPa=pb出口为临界流速416.7m/s质量流量＝484K1.26m3/kg0.026kg/s9－8空气通过一喷管，进口压力p1=，t1＝600K，质量流量为1.5kg/s。如该喷管的出口处压力为p2=，问应采用什么型式的喷管如不考虑进口流速影响，求定熵膨胀过程中喷管出口气流流速及出口截面积。如为不可逆绝热流动，喷管效率η＝，则喷管气体出口速度及出口截面积各为多少解：=MPa>p2所以应采用缩放喷管。(1)出口流速：＝1.09m3/kg667m/s＝24.5cm2(2)650m/s390K1.12m3/kg＝25.8cm29-9某燃气p1=1MPa，t1＝1000K，流经渐缩渐扩喷管。已知喷管出口截面上的压力p2=0.1MPa，进口流速c1＝200m/s，喷管效率η＝，燃气的质量流量50kg/s，燃气的比热k＝，定压质量比热cp＝1kJ/。求喷管的喉部截面积和出口截面积。解：进口流速c1＝200m/s20kJ/kg远小于燃气的进口焓＝1000kJ/kg忽略。出口流速：＝955m/s931m/s566K＝kJ/1.5m3/kg出口截面积＝805cm2(2)喉部流速：MPa＝552m/s0.4193m3/kg喉部截面积＝380cm29-10水蒸气压力p1=，t1＝120℃以500m/s的速度流动，求其滞止焓、滞止温度和滞止压力。解：p1=，t1＝120℃时水蒸气焓h1=kJ/kg，s1=kJ/滞止焓h0=h1+c2/2=kJ/kg查表得p0=MPat0=185.7℃9-11水蒸气的初参数p1=2MPa，t1＝300℃，经过缩放喷管流入背压pb=的环境中，喷管喉部截面积20cm2。求临界流速、出口速度、质量流量及出口截面积。解：h1=3023kJ/kg，s1=kJ/pc=×2=MPahc=2881kJ/kg，vc=2.0m3/kgh2=2454kJ/kg，v2=1.53m3/kgcc=532.9m/sc2=1066.7m/s质量流量0.533kg/s＝76.4cm29-12解：h1=3231kJ/kg，节流后s=kJ/h2=3148kJ/kg，v2=0.2335m3/kgpb/p>渐缩喷管c2=407.4m/s0.35kg/s9-13解：查表得h2=2736kJ/kg由p1=2MPa等焓过程查表得x1＝t1=212.4℃MPa9-14解:查表得：h1=3222kJ/kgh2=3066kJ/kgc2=558.6m/s＝519m/s动能损失：21kJ/kg9-15解：kJ/（理想气体的绝热节流过程温度相等）用损＝kJ/kg9-16解：由得355K＝337m/s10-1蒸汽朗肯循环的初参数为、550℃，试计算在不同背压p2=4、6、8、10及12kPa时的热效率。解：朗肯循环的热效率h1为主蒸汽参数由初参数、550℃定查表得：h1=3433kJ/kgs1=h2由背压和s1定查h-s图得：p2=4、6、8、10、12kPa时分别为h2=1946、1989、2020、2045、2066kJ/kgh3是背压对应的饱和水的焓查表得。p2=4、6、8、10、12kPa时饱和水分别为h3=、、、、kJ/kg故热效率分别为：％、44％、％、%、％10-2某朗肯循环的蒸汽参数为：t1＝500℃、p2＝1kPa，试计算当p1分别为4、9、14MPa时；（1）初态焓值及循环加热量；（2）凝结水泵消耗功量及进出口水的温差；（3）汽轮机作功量及循环净功；（4）汽轮机的排汽干度；（5）循环热效率。解：（1）当t1＝500℃，p1分别为4、9、14MPa时初焓值分别为：h1=3445、3386、3323kJ/kg熵为s1=、、kJ/p2＝1kPa(s2=s1)对应的排汽焓h2：1986、1865、1790kJ/kg3点的温度对应于2点的饱和温度t3=6.98℃、焓为kJ/kgs3=kJ/3`点压力等于p1，s3`=s3，t3`=、、7.072℃则焓h3`分别为：、、kJ/kg循环加热量分别为：q1=h1-h3`=3411、3347、kJ/kg（2）凝结水泵消耗功量：h3`-h3进出口水的温差t3`-t3（3）汽轮机作功量h1-h2循环净功h1-h2-(h3`-h3)（4）汽轮机的排汽干度s2=s1=、、kJ/p2＝1kPa对应的排汽干度、、（5）循环热效率＝初焓值h1排汽焓h2焓h3`焓h3循环加热量q1=h1-h3`凝结水泵消耗功量h3`-h3进出口水的温差t3`-t3汽轮机作功量h1-h2循环净功循环热效率（％）34451986341141459145533861865334715211512332317901533151910-3一理想朗肯循环，以水作为工质，在循环最高压力为14MPa、循环最高温度540℃和循环最低压力7kPa下运行。若忽略泵功，试求：（1）平均加热温度；（2）平均放热温度；（3）利用平均加热温度和平均放热温度计算循环热效率。解：1点焓和熵分别为：3433kJ/kg、kJ/2点焓和熵分别为：2027kJ/kg、kJ/3点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为：kg、kJ/平均加热温度平均放热温度循环热效率43％10-4一理想再热循环，用水作为工质，在汽轮机入口处蒸汽的状态为14MPa、540℃，再热状态为3MPa、540℃和排汽压力7kPa下运行。如忽略泵功，试求：（1）平均加热温度；（2）平均放热温度；（3）利用平均加热温度和平均放热温度计算循环热效率。解：1点焓和熵分别为：3433kJ/kg、kJ/3点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为：kg、kJ/再热入口焓B：压力为3MPa，熵为kJ/，hB=2988kJ/kg再热出口焓A：hA=3547kJ/kg，sA=kJ/2点焓和熵分别为：2282kJ/kg、kJ/平均加热温度564K平均放热温度312K循环热效率％10-5某回热循环，新汽压力为10MPa，温度为400℃，凝汽压力50kPa，凝结水在混合式回热器中被2MPa的抽汽加热到抽汽压力下的饱和温度后经给水泵回到锅炉。不考虑水泵消耗的功及其他损失，计算循环热效率及每千克工质的轴功。解：1点焓和熵分别为：h1=3096kJ/kg、s1=kJ/排汽2点焓为：h2=2155kJ/kg3点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为：h3=kg抽汽点4的焓（查2MPa和s4=s1）：h4=2736kJ/kg2MPa对应的饱和温度212.37℃，h5=kJ/kg求抽汽率＝循环功量：794kJ/kg热效率：％10-6某厂的热电站功率12MW，使用背压式汽轮机p1＝，t1＝435℃、p2＝MPa，排汽全部用于供热。假设煤的发热值为20000kJ/kg，计算电厂的循环热效率及耗煤量。设锅炉效率为85％。如果热、电分开生产，电能由p2＝7kPa的凝汽式汽轮机生产，热能（MPa的230℃的蒸汽）由单独的锅炉供应，其他条件相同，试比较耗煤量。设锅炉效率同上。解：1点的焓h1=3303kJ/kg、s1=排汽点焓（s2=s1）h2=2908kJ/kg锅炉进口水焓（MPa对应的饱和水焓）h3=kJ/kg热效率：＝％总耗煤量：＝4.61kg/s=h有％的热能发电，发电煤耗为：m1=m=0.705kg/s＝t/hp2＝7kPa对应的排汽焓和锅炉进口水焓：h2=2161kJ/kgh3=kJ/kg电的耗煤量：＝1.96kg/s＝t/h供热煤耗量相同t/h。总煤耗：m=+=t/h10-7小型供热、供电联合电站，进入汽轮机新蒸汽的压力为1MPa、温度为200℃，汽轮机供热抽汽压力为MPa，抽汽通过热交换器后变成MPa的饱和液体，返回动力循环系统。汽轮机乏汽压力为40kPa。汽轮机需要输出1MW的总功率，而热交换器要求提供500kW的供热率。设汽轮机两段（即抽汽前后）的相对内效率都为。试计算进入汽轮机的总蒸汽量和进入热交换器的抽汽量。解：MPa的饱和液体、饱和汽、汽化潜热的焓：kJ/kg，kJ/kg、kJ/kg进入热交换器的抽汽量：＝s新汽焓h1=2827kJ/kg，s1=kJ/排汽焓(s2=s1)h2=2295kJ/kg抽汽焓(s3=s1)h3=2604kJ/kg乏汽量：＝kg/s总蒸汽量：m=m1+m2=kg/s10-8奥托循环压缩比＝8，压缩冲程初始温度为27℃，初始压力为97kPa，燃料燃烧当中对工质的传热量为700kJ/kg，求循环中的最高压力、最高温度、循环的轴功及热效率。设工质k=，＝kJ/。解：热效率％轴功：＝最高温度＝最高压力（定容）10-9狄塞尔循环压缩比＝15，压缩冲程初始压力为105kPa，初始温度为20℃，循环吸热量为1600kJ/kg，设工质k=，＝。求循环中各点压力、温度、热效率。解：2点的压力和温度：＝889KMPa3点压力和温度：p3=p22458K4点的压力和温度：＝MPa＝1231K热效率：＝52％10－10燃气轮机进气参数为p1＝、t1＝17℃、＝8，工质定压吸热终了温度t3＝600℃，设k=，＝。求循环热效率、压气机消耗的功及燃气轮机装置的轴功。解：循环热效率=%p2==MPa＝530K压气机消耗的功：245kJ/kg＝478K燃气轮机作功：403kJ/kg燃气轮机装置的轴功158kJ/kg350kJ/kg411-1空气压缩致冷装置致冷系数为，致冷量为84600kJ/h，压缩机吸入空气的压力为，温度为-10℃，空气进入膨胀机的温度为20℃，试求：压缩机出口压力；致冷剂的质量流量；压缩机的功率；循环的净功率。解：压缩机出口压力故：＝MPaT3=20+273=293K＝209K致冷量：＝×（263-209）＝kg致冷剂的质量流量s＝368K压缩功：w1=cp(T2-T1)=106kJ/kg压缩功率：P1=mw1=膨胀功：w2=cp(T3-T4)=kJ/kg膨胀功率:P2=mw2=循环的净功率:P=P1-P2=KW11-2空气压缩致冷装置，吸入的空气p1=，t1=27℃，绝热压缩到p2=，经冷却后温度降为32℃，试计算：每千克空气的致冷量；致冷机消耗的净功；致冷系数。解：已知T3=32+273=305K＝446K＝205K致冷量：＝×（300-205）＝96kJ/kg致冷机消耗的净功:W=cp(T2-T1)－cp(T3-T4)=kg致冷系数：11－3蒸气压缩致冷循环，采用氟利昂R134a作为工质，压缩机进口状态为干饱和蒸气，蒸发温度为-20℃，冷凝器出口为饱和液体，冷凝温度为40℃，致冷工质定熵压缩终了时焓值为430kJ/kg，致冷剂质量流量为100kg/h。求：致冷系数；每小时的制冷量；所需的理论功率。解：在lgp-h图上查各状态点参数。,p1=h1=386kJ/kgs1=kJ/(kgK),p2=MPah2=430kJ/kg,h3=419kJ/kgh5=h4=256kJ/kg致冷量：q2=h1-h5=386-256=130kJ/kg每小时的制冷量:Q2=m×q2=12900kJ/h压缩功：w=h2-h1=430-386=44kJ/kg致冷系数:理论功率P=mw=100×44/3600=11-4用一台氨蒸气压缩致冷机制冰，氨的蒸发温度为-5℃，冷凝温度为30℃，冷凝器中冷却水的进口温度为12℃，出口水温为20℃，欲在每小时内将1000kg0℃的水制成冰，已知冰的融解热为340kJ/kg，试求：该致冷机每小时的制冷量；氨每小时的流量；致冷机的功率；冷却水每小时的消耗量。解：致冷机每小时的制冷量：Q=1000×340=340000kJ在lgp-h图上查各状态点参数。p1=h1=1452kJ/kgs1=kJ/(kgK)p2=MPah2=1620kJ/kgh5=h4=343kJ/kg致冷量：q2=h1-h5=1114kJ/kg氨每小时的流量；＝致冷机的功率：P=mw=m(h2-h1)=14kW冷凝器热负荷：Q1=m(h2-h4)=390000kJ/h冷却水每小时的消耗量：=×104kg/h11-5一台氨致冷装置，其致冷量kJ/h，蒸发温度－15℃，冷凝温度30℃，过冷温度25℃，从蒸发器出口的蒸气为干饱和状态。求（1）理论循环的致冷系数；（2）致冷剂的质量流量；（3）消耗的功率。解：查表得压力和焓分别为：h1=1400kJ/kg,p1=,s1=kJ/(kgK)h2=1650kJ/kg,p2=,s2=kJ/(kgK),h3=320kJ/kg制冷量：q2=h1-h3=1080kJ/kg压缩功：w=h2-h1=250kJ/kg（1）致冷系数:（2）致冷剂的质量流量：＝370kg/h（3）消耗的功率11-611-7一台用氟利昂R134a为致冷剂的蒸汽压缩致冷装置，被用作室内供热，它要求的最大加热量是将标准状况下30m3/min的空气从5℃加热到30℃，冷凝器的最低温度必须较空气的最高温度高20℃，蒸发温度为-4℃。求：热泵的供热负荷；致冷剂流量；所需功率。解：（1）热泵的供热负荷：标准状况下30m3/min的空气的质量为：=38.7kg/min=0.645kg/ss冷凝器温度为30+20＝50℃，蒸发温度为-4℃查表得压力和焓分别为：h1=395kJ/kg,s1=kJ/(kgK)h2=430kJ/kg,h3=272kJ/kg制热量：q1=h1-h3+h2-h1=158kJ/kg压缩功：w=h2-h1=35kJ/kg（2）致冷剂的质量流量：＝s（3）消耗的功率11-8热泵利用井水作为热源，将20℃的空气8×104m3/h加热到30℃，使用氟利昂R134a为致冷剂，已知蒸发温度为5℃，冷凝温度为35℃，空气的定压容积比热为，井水的温度降低7℃，试求理论上必需的井水量、压缩机功率和压缩机的压气量（m3/h）。解：查表得压力和焓分别为：h1=400kJ/kg,h2=420kJ/kg,h3=250kJ/kg制热量：q1=h2-h3=170kJ/kg吸热量：q2=h1-h3＝150kJ/kg压缩功：w=h2-h1=20kJ/kg加热空气额热量：80000××10=1×106kJ/h致冷剂流量：＝×103kg/h必需的井水量：mw=mq2/*7)=30143kg/h压缩机功率:氟利昂R134a在35℃时比容为m3/kg压缩机的压气量:×103/=×105m3/h11-9解：制冷量：Q＝m2×cp×(t2-t1)=1000××8=×104kJ/min蒸发器内压力：(7℃)冷凝器内压力：kPa补充水量：Q/r=×104/2484/=kg/min