因此是湿蒸汽。
压力是饱和压力1.5551MPa。
干度:
=0.78
焓:
hx=xh``+(1-x)h`=2364.8kJ/kg
蒸汽的质量和体积:
mv=x×m=0.78×2=1.56kg
V=mv×v``=0.19834m3
7-5已知8m3的湿蒸汽,在p=0.9MPa时,其湿度(1-x)=0.65,求此湿蒸汽的质量与焓。
解:
p=0.9MPa的饱和参数
h``=2773kJ/kgh`=742.6kJ/kg
v``=0.21484m3/kgv`=0.0011213m3/kg
湿蒸汽的质量:
0.0759m3/kg
=105.4kg
焓:
h=mhx=x(h``+(1-x)h`)=105.4×1453.24kJ=1.53×103kJ
7-6有一台采暖锅炉,每小时能生产压力p=1MPa(绝对)、x=0.95的蒸汽1500kg。
当蒸汽的流速c≮25m/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?
解:
p=1MPa、x=0.95的比容
查表饱和参数v``=0.1943m3/kgv`=0.0011274m3/kg
0.18464m3/kg
蒸汽体积流量:
=0.077m3/s
输汽管的半径最小为
=0.0313m
内径:
0.0626m
7-7某空调系统采用p=0.3MPa、x=0.94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p=0.3MPa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/h
p=0.3MPa的饱和参数:
h``=2725.5kJ/kgh`=561.4kJ/kg
p=0.3MPa、x=0.94蒸汽的焓
hx=xh``+(1-x)h`=2595.7kJ/kg
需要蒸汽
304.28kg/h
法二:
湿蒸汽中起加热作用的仅为干饱和蒸汽
=306.6kg/h
7-8气缸中盛有0.5kg、t=120℃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:
t=120℃的干饱和蒸汽参数:
v``=0.89202m3/kgh``=2706.6kJ/kgp1=0.19854MPa
容积:
V=mv``=0.44601m3
t=80℃的饱和蒸汽参数
v`=0.0010292m3/kgv``=3.4104m3/kg
h``=2643.8kJ/kgh`=334.92kJ/kgp2=0.047359MPa
比容:
=0.89202m3/kg
干度:
=0.26
焓:
hx=xh``+(1-x)h`=935.2kJ/kg
放出的热量:
q=m(h``120-hx-vx(p2-p1))=817kJ
7-9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=0.5MPa的干饱和蒸汽,B中盛有2kgpB=1MPa,x=0.80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p3=0.7MPa。
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=0.5MPa的干饱和蒸汽参数
v``=0.37481m3/kgh``=2748.5kJ/kguA=2561.1kJ/kg
A占容积:
VA=mAv``=0.37481m3
pB=1MPa的饱和蒸汽参数
v``=0.1943m3/kgv`=0.0011274m3/kg
h``=2777kJ/kgh`=762.6kJ/kg
vB=xv``+(1-x)v`=0.155m3/kg
hB=xh``+(1-x)h`=2374kJ/kg
uB=2219kJ/kg
B占容积:
VA=mBv=0.31m3
总容积:
V=VA+VB=0.685m3
0.7MPa的饱和蒸汽参数
v``=0.27274m3/kgv`=0.0011082m3/kg
h``=2762.9kJ/kgh`=697.1kJ/kg
蒸汽比容:
0.228m3/kg
蒸汽干度:
=0.84
(2)由蒸汽传给环境的热量
终了时的焓:
hx=xh``+(1-x)h`=2502kJ/kg
ux=2342.4kJ/kg
=-193.7kJ
7-10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=0.1MPa,求此膨胀过程所作的功量。
解:
查表p1=0.6MPa,t1=200℃
h1=2850kJ/kgv1=0.352m3/kg(u1=2639kJ/kg)
查表p2=0.6MPa,t2=300℃
h2=3061kJ/kgv2=0.4344m3/kg
s2=7.372kJ/(kg.K)(u2=2801kJ/kg)
查表p3=0.1MPa,s=7.372
h3=2680kJ/kgv3=1.706m3/kg(u3=2509kJ/kg)
(1)定压过程加入的热量和内能变化量
q=h2-h1=211kJ/kg
=162kJ/kg
(2)绝热膨胀过程所作的功量
=292kJ/kg
7-11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0.25kJ/(kg.K),则汽轮机作的功将为多少?
解:
查表p1=3MPa,t1=450℃的参数
h1=3344kJ/kgs1=7.083kJ/(kg.K)
则绝热膨胀到p2=5kPa,s2=7.083kJ/(kg.K)
时蒸汽的终参数
t2=32.88℃h2=2160kJ/kgv2=23.52m3/kg
汽轮机所作的功
1184kJ/kg
(2)不可逆绝热膨胀后的熵为
s3=7.083+0.25=7.333kJ/(kg.K)
p3=5kPa蒸汽的终参数:
h3=2236kJ/kg
汽轮机所作的功
1108kJ/kg
7-12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。
已知给水的温度25℃;从锅筒引出的湿蒸汽的干度x=0.96;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)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
42.042MkJ/h
p1=1.4MPa,t1=300℃的过热蒸汽的参数:
h1=3040kJ/kgv1=0.1823m3/kg
取水为定值比热,其的焓值:
h0=25×4.1868=104kJ/kg
单位蒸汽吸热量:
q=h1-h0=2936kJ/kg
总吸热量:
29.36MkJ/h
锅炉效率:
69.84%
(2)湿蒸汽的参数
v2=0.136m3/kg
h2=2708kJ/kg
定压过程吸收的热量
q=m(h1-hx)=3.32MkJ
内能的变化:
=2.65MkJ
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=2676.3kJ/kg
20℃水的焓:
h0=20*4.186=83.7kJ/kg
水的吸热量:
q1=200*(2676.3-83.7)=518520kJ/h
烟气的放热量:
q=
864200kJ/h
烟气量:
=2139kg/h
=1.93m3/kg
V=
4128m3/h
7-14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
查h-s图得:
x=0.97