第十一章课后习题Word文档格式.docx

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水泵功近似为

热效率

若略去水泵功，则

（２）

，由h-s图查得：

若不计水泵功，则

11-2一简单蒸汽动力装置循环，蒸汽初温

，初压如下表所示。

试求在各种不同初压时循环的热效率

3.0

15.0

0.3716

0.4287

6.05

0.859

0.742

（１）

，即上题的（２）

，由h－s图查得

据

，由

得

由

，求得

忽略水泵功　

11-3设有两个蒸汽再热动力装置循环，蒸汽的初参数都为

，终压都为

第一个再热循环再热时压力为2.4MPa，另一个再热时压力为0.5MPa，两个循环再热后蒸汽的温度都为400℃。

试确定这两个再热循环的热效率和终湿度，将所得的热效率、终湿度与朗肯循环作比较，以说明再热时压力的选择对循环的热效率和终湿度的影响。

注：

湿度是指1kg湿蒸汽中所含饱和水的质量，即（1-x）.

（１）由

及再热压力

，由h-s图查得

、

终湿度　

（２）再热压力　

时，

（3）无再热朗肯循环

列表比较　

由此可见，再热压力高，可提高循环效率，但提高干度的作用不显著，再热压较低，提高干度作用较大，但可能引起循环热效率下降。

11-4具有两次抽气加热给水的蒸汽动力装置回热循环，其装置示意图如图11-13。

已知第一次抽气压力

，第二次抽气压力

，蒸汽初温

，初压

，冷凝器中压力

试求：

（1）抽汽量

；

（2）循环热效率；

（3）耗气率d；

（4）平均吸热温度。

与朗肯循环热效率、耗汽率d和平均吸热温度作比较，并说明耗汽率为什么反而增大？

，从h-s图查得：

，由饱和水和饱和蒸气表得：

（１）求

由热平衡方程式得：

（2）求循环热效率

（3）耗汽率

（4）平均吸热温度　　由过热蒸汽表及和饱和蒸汽表查得

（5）与朗肯循环比较

热效率：

耗汽率：

平均吸热温度查表得

比较发现，采用抽汽回热后，热效率较简单朗肯循环有所提高，而耗汽率有所增大，这是因为抽汽使每kg新蒸汽作出的功减小，故使d增大，但由于回热，虽吸热量减少，平均吸热温度升高，放热温度不变，故ηt提高。

11-5某发电厂采用的蒸汽动力装置，蒸汽以

的初态进入汽轮机。

汽轮机的

，冷凝器的压力与冷却水的温度有关。

设夏天冷凝器保持35℃。

假定按朗肯循环工作，求汽轮机的理想耗汽率

与实际耗汽率d。

若冬天冷却水水温降低，使冷凝器中的温度保持15℃，试比较夏、冬两季因冷凝器温度不同所导致的以下各项的差别；

（1）汽轮机做功；

（2）加热量；

（3）热效率（略去水泵功）。

，查得

（1）夏天，

，由饱和水与水蒸汽表中查得：

由ｈ－ｓ图查得　

汽轮机的理论技术功

汽轮机的实际技术功　

若不计水泵功时，循环的内部功

吸热量　

装置的内部热效率　

理想耗汽率　

实际耗汽率　

（２）冬天，

，由水蒸气表查得：

列表比较

11-6某简单朗肯循环，蒸汽的初压、初温，冷凝器内维持压力10KPa，蒸汽质量流量为80kg/s。

假定锅炉传热过程是在1400K的热源和水之间进行，冷凝器内冷却水的平均温度为25℃。

（1）水泵功；

（2）锅炉内烟气对水的加热率；

（3）汽轮机做功；

（4）冷凝器内乏气的放热率；

（5）循环热效率；

（6）各过程及循环做功能力的不可逆损失。

已知

查h-s图及饱和水和饱和蒸汽表

（1）水泵功

（2）加热率

（3）汽轮机做功

（4）循环热效率

（5）循环热效率

或

（6）各过程不可逆作功能力损失

因膨胀及压缩均按等熵过程计算，故不可逆损失表现在烟气向水放热及乏汽向冷却水放热的过程中。

锅炉内传热过程：

烟气熵变

冷凝器内传热过程：

冷却水熵变

循环不可逆损失：

11-7题11-6中的循环改成再热循环，从高压汽轮机排出的蒸汽压力为0.5MPa，加热到500℃后再进入低压汽轮机。

若所有其他均不变，假定循环内锅炉加热量（即上题中锅炉内的加热量）也不变，试求：

（1）低压汽轮机末端蒸汽的干度；

（2）锅炉及再热器内单位质量工质的总加热量；

（3）高压汽轮机和低压汽轮机产生的总功率；

（4）循环热效率；

（5）各过程及循环做功能力的不可逆损失。

由题11-6

查h-s图

（2）加热量：

锅炉内每kg工质吸热量即上题中

再热器内每kg蒸汽吸热量

因总加热器未变，所以蒸汽流量减少为

（3）功率

高压汽轮机

低压汽轮机

.

（5）锅炉及再热器内不可逆损失

冷凝器内不可逆损失

11-8题11-6中的循环改为一级抽汽回热循环，抽气压力为0.5MPa。

若其他条件均不变，试求：

（1）两台水泵的总耗功；

（2）锅炉内水的质量流量；

（4）冷凝器内的放热量；

据题11-6

对回热器列能量方程

（1）锅炉内水质流量：

查表

（2）水泵耗功

低压泵

高压泵

（4）冷凝器放热量

（5）做功能力损失

锅炉内不等温传热

回热器内混合过程

冷凝器内传热过程

因条件与11-6相同，所以

与题11-6相同。

或锅炉烟气方热量的热量火用

冷凝器中冷却水吸热量的热量火用

循环输出净功

11-9某热电厂（或称热电站）以背压式汽轮机的乏气供热，其新汽参数为3MPa，400℃，背压为0.12MPa。

乏气被送入用户热系统作加热蒸气用，放出热量后凝结为同一压力下的饱和水，再经水泵返回锅炉。

设用户热系统中热量消耗为1.06

，问理论上此背压式汽轮机的电功率输出为多少（KW）？

查h-s图得：

查表得：

每千克蒸汽凝结放出热量

蒸气质量流量

每kg蒸汽作功

汽轮机总功

理论功率

11-10某台蒸汽轮机由两台中压锅炉供给新汽。

这两台锅炉每小时的蒸汽生产量相同。

新蒸汽的参数均为

p，设备示意图如图11-24a所示。

后来因需要的动力增大，同时为了提高动力设备的热效率，将原设备加以改装。

将其中一台中压锅炉拆走，同时在原址安装了一台同容量（即每小时蒸汽生产量相同）的高压锅炉，增设了一台背压式的高压汽轮机（前置汽轮机）。

高压锅炉所生产的蒸汽参数为

，高压锅炉的新蒸汽进入高压汽轮机工作。

高压汽轮机的排气背压

，且该排气进入锅炉内再热。

再热后的蒸汽参数与另一台中压锅炉的新蒸汽参数相同，即

，并与另一台中压锅炉的新蒸汽会合进入原来的终压汽轮机工作。

改装后设备的示意图如图11-24b所示。

求改装前动力装置的理论热效率以及改装后动力装置的理论热效率。

改装后的理论热效率比改装前增大百分之几？

改装前

已知两台中压锅炉

由h-s图查得

由表中查出

（1）改装后

改装后一台中压锅炉，参数同上，另一台高压锅炉，生产蒸汽量同中压锅炉，新蒸汽参数

，膨胀到

后，再热到

，再继续膨胀到

，由h-s图上查得：

若以再热循环和中压锅炉朗肯循环各1kg蒸汽考虑，全装置所作的功=再热循环功+朗肯循环功

全装置所吸热量=再热循环吸热量+朗肯循环吸热量

理想效率由37.1%增大到42.1%,

改装后功率增大百分比