第七章课后习题Word文件下载.docx
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v0.35m/kg，问这是不是
过热蒸汽？
如果不是，那么是饱和蒸汽还是湿蒸汽？
用水蒸气表求出
其他参数。
利用水蒸气表时，
，因
所以该水蒸气不是过热蒸气而是饱和湿蒸汽。
据同一表查得：
7-5某锅炉每小时生产10000kg的蒸汽，蒸汽的表压力1.9
pMPa、
e
温度t1350C。
设锅炉给水的温度t240C，锅炉的效率B0.78，
煤的发热量（热值）
4
Q2.9710KJ/kg，求每小时锅炉的煤耗量是多
P
少？
锅炉内水的加热、汽化以及蒸汽的过热都在定压下进行。
锅炉效
率的定义为B
水和蒸汽所吸收的热量
燃料燃烧时可提供的热量
未被水和蒸汽吸收的
热量是锅炉的热损失，其中主要是烟囱排烟带走的热能。
由查未饱和水和过热蒸汽
表，得
每生产1kg蒸汽需要吸入热量
设每小时锅炉耗煤mkg，则
7-61kg
p13MPa,t1450C的蒸汽，可逆绝热膨胀至p20.004MPa，
试用h-s图求终点状态参数
tvhs，并求膨胀功w和技术功
2,2,2,2tvhs，并求膨胀功w和技术功
w。
t
由h-s图查得：
、、
膨胀功：
技术功：
7-71kg、
p12aMPa,x10.95的蒸汽，定温膨胀到p21MPa，求终点
状态参数
tvhs，并求该过程中对蒸汽所加入的热量q和过程中
2,2,2,2tvhs，并求该过程中对蒸汽所加入的热量q和过程中
蒸汽对外界所作的膨胀功w.
由h-s图查得
7-8一台功率为20000KW的汽轮机，其耗汽率
6
d1.3210kg/J。
从汽轮机排出的乏气参数p20.001MPa,x20.9，乏气进入冷凝器后在
其中凝结为冷凝水。
冷凝器中的压力设为0.004MPa，即等于乏汽压
力下的饱和温度。
乏汽在凝结时放出热量为冷却水所吸收，因此冷却
水离开冷凝器时的温度高于进入时的温度。
设冷却水进入冷凝器时的
温度为10℃，离开时温度为18℃，求冷却水每小时的流量（t/h）。
冷却水在管内流动，乏汽在管壁外凝结，如图7-13。
管子通常用黄
铜管。
大型冷凝器中装有数千根黄铜管。
（耗汽率计装置每输出单位
功量所消耗的蒸汽量，详见11-1节。
）
已知，故每小时耗汽量
乏气状态，查表得时，汽化
潜热，故每kg乏汽凝结为饱和水时放出热量
冷却水流量为，取冷凝器为体系，列能量方程
7-9给水在温度
t160C、压力P3.5MPa下进入蒸汽锅炉的省煤器，
并在锅炉中加热成
tC的过热蒸汽。
试把该过程表示在T-S图
2350
上，并求加热过程中水的平均吸热温度。
由未饱和水与过热蒸汽表查得：
水的加热过程可看作定压过程，所以
7-10图7-14所示刚性容器的容积为
3m，内储有压力为3.5MPa的饱
和蒸汽和饱和水，其中蒸汽和水的在质量之比为1：
9。
将饱和水通
过阀门排出容器，使容器内蒸汽和水的总质量减为原来的一半。
若要
保持容器内温度不变，试问需从外界传入多少热量。
由饱和水和饱和水蒸气表查得：
已知，汽水质量为1：
9，即干度，所以
初始状态质量
其中饱和水质量
饱和蒸汽质量
据题意，自阀门排出饱和水
器内终态质量
由于排出过程中容器内温度不变，所以蒸汽压力也不变，维持
3.5MPa，这时
取器为系统，据能量守恒式，因不作功，若不计动能差与位能差，并
考虑到，则
7-11一热交换器用干饱和蒸汽加热空气。
已知蒸汽压力为0.1MPa，
空气出、入口温度分别为66℃、21℃，环境温度
t21℃。
若热交换
器与外界完全绝热，求稳流状态下每千克蒸汽凝结时：
（1）流过的空
气质量；
（2）整个系统的熵变以及做功能力的不可逆损失。
查饱和水和饱和蒸汽表得时，、
由能量守恒方程得，所以
（2）取换热器为控制容积，列熵方程
据题意，故，于是
7-12绝热良好的圆筒内装有自由浮动无摩擦的活塞，活塞下有压力
为0.8MPa，干度为0.9的湿蒸汽0.5kg，活塞上方有空气以保持压力
平衡。
吹空气入活塞上方空间，下压活塞，使蒸汽压力上升，干度变
为1。
试求；
（1）终态（x=1）的蒸汽压力；
（2）压缩中蒸汽所消耗
的功。
查表
（1）据题意活塞下压，过程可认为是等熵过程，即
，查饱和水蒸气表，经插值，求得
（2）所以
7-13竖直放置的气缸活塞系统内含100kg水，初温为27℃。
外界通
过搅拌器向系统输入1000
WKJ的功，同时有温度为373K的热源向
S
系统内的水传热100KJ，如图7-15。
若过程中水维持定压，且水的比
热容c4.187KJ/（kgK），求：
（1）过程中水的熵变及热源熵变；
（2）
p
整个系统做功能力的损失。
设环境的温度T0300K、压力p00.1MPa。
由于温升较小，忽略其体积变化，则
（1）熵变
（3）做功能力损失
取水和热源为系统，为闭口绝热系，列熵方程
7-14在一台蒸汽锅炉中，烟气定压放热，温度从1500℃降低到
250℃，所放出的热量用以生产水蒸气，压力为9.0MPa，温度为30℃
的锅炉给水被加热、汽化并过热成pMPatC的过热蒸汽。
19.0,1450
将烟气近似看作空气，取比热容c1.0789KJ/（kgK），试求：
（1）生产
1kg过热蒸汽需要的烟气（kg）;
（2）生产1kg过热蒸汽时烟气熵的减
小以及过热蒸汽的增加；
（3）将烟气和水蒸气作为孤立系时生产1kg
过热蒸汽孤立系熵的增加；
（4）环境温度为20℃时做功能力的损失。
锅炉中烟气进口温度；
出口温度
由未饱和水和过热蒸汽表查得：
给水：
过热蒸汽：
（1）烟气量
由热平衡方程：
（2）烟气熵变
水的熵变
（3）孤立系统熵变
（4）做功能力损失
7-15上题中，加热、汽化、过热过程若在电加热锅炉内完成，试求
生产1kg过热蒸汽的
（1）耗电量；
（2）整个系统做功能力损失；
（3）
蒸气获得的可用能。
（1）耗电量即度获得的能量
（2）据熵方程，因交换电能对系统熵变无影响，绝热
熵流为零。
所以
（3）获得的可用能是其火用值增量
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