工程热力学课后作业答案chapter7.docx

1、工程热力学课后作业答案chapter7工程热力学课后作业答案chapter77-1当水的温度t=80，压力分别为0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa时，各处于什么状态并求出该状态下的焓值。解：查表知道 t=80时饱和压力为0.047359MPa。因此在0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa时状态分别为过热、未饱和、未饱和，未饱和、未饱和。焓值分别为2649.3kJ/kg，334.9 kJ/kg，335 kJ/kg，335.3 kJ/kg，335.7 kJ/kg。72已知湿蒸汽的压力p=1MPa干度x=0.9。试分别用水蒸气表和h-s图求出hx，vx，ux，sx。解：查表得：h27

2、77kJ/kg h=762.6 kJ/kgv0.1943m3/kg v0.0011274 m3/kgu= hpv=2582.7 kJ/kg uhpv=761.47 kJ/kgs=6.5847 kJ/(kg.K) s2.1382 kJ/(kg.K)hxxh+(1-x)h=2575.6 kJ/kgvxxv+(1-x)v=0.1749 m3/kguxxu+(1-x)u=2400 kJ/kgsxxs+(1-x)s=6.14 kJ/(kg.K)7-3在V60L的容器中装有湿饱和蒸汽，经测定其温度t210，干饱和蒸汽的含量mv=0.57kg，试求此湿蒸汽的干度、比容及焓值。解：t210的饱和汽和饱和水的比

3、容分别为：v0.10422m3/kg v0.0011726 m3/kgh2796.4kJ/kg h=897.8 kJ/kg湿饱和蒸汽的质量：解之得：x=0.53比容：vxxv+(1-x)v=0.0558 m3/kg焓：hxxh+(1-x)h=1904kJ/kg74将2kg水盛于容积为0.2m3的抽空了的密闭刚性容器中，然后加热至200试求容器中（1）压力；（2）焓；（3）蒸汽的质量和体积。解：（1）查200的饱和参数h2791.4kJ/kg h=852.4 kJ/kgv0.12714m3/kg v0.0011565m3/kg饱和压力1.5551MPa。刚性容器中水的比容：0.1 m3/kgv因

4、此是湿蒸汽。压力是饱和压力1.5551MPa。干度：0.78焓：hxxh+(1-x)h=2364.8kJ/kg蒸汽的质量和体积：mv=xm=0.782=1.56kg V= mvv0.19834m37-5已知8 m3的湿蒸汽，在p0.9 MPa时，其湿度（1x）0.65，求此湿蒸汽的质量与焓。解：p0.9 MPa的饱和参数h2773kJ/kg h=742.6 kJ/kgv0.21484m3/kg v0.0011213m3/kg湿蒸汽的质量：0.0759 m3/kg105.4kg焓：h=mhxx(h+(1-x)h)=105.41453.24kJ =1.53103 kJ7-6有一台采暖锅炉，每小时能

5、生产压力p1 MPa（绝对）、x0.95的蒸汽1500kg。当蒸汽的流速c25m/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：p1 MPa、x0.95的比容查表饱和参数v0.1943m3/kg v0.0011274m3/kg0.18464 m3/kg蒸汽体积流量：0.077m3/s输汽管的半径最小为0.0313m内径：0.0626m7-7某空调系统采用p0.3 MPa、x0.94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p0.3 MPa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）。

6、解：空气吸收的热量：619000kJ/hp0.3 MPa的饱和参数：h2725.5kJ/kg h=561.4 kJ/kgp0.3 MPa、x0.94蒸汽的焓hxxh+(1-x)h=2595.7kJ/kg需要蒸汽304.28 kg /h法二：湿蒸汽中起加热作用的仅为干饱和蒸汽306.6 kg /h7-8气缸中盛有0.5kg、t120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：t120的干饱和蒸汽参数：v0.89202m3/kg h2706.6kJ/kg p1=0.19854MPa容积：V=mv=0.44601 m3t80的饱和蒸汽参数v0. 0010292m3/kg v3

7、.4104m3/kgh2643.8kJ/kg h=334.92 kJ/kg p2=0.047359MPa比容：0.89202 m3/kg干度：0.26焓：hxxh+(1-x)h=935.2kJ/kg放出的热量：q=m(h120-hx-vx(p2-p1)=817 kJ79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pA0.5 MPa的干饱和蒸汽，B中盛有2kg pB1 MPa，x0.80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p30.7 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pA0.5 MPa的干饱

8、和蒸汽参数v0.37481m3/kg h2748.5kJ/kg uA2561.1kJ/kgA占容积：VA=mAv=0.37481 m3pB1 MPa的饱和蒸汽参数v0.1943m3/kg v0.0011274m3/kgh2777kJ/kg h762.6kJ/kg vB=xv+(1-x)v=0.155 m3/kghBxh+(1-x)h=2374kJ/kguB2219kJ/kgB占容积：VA=mBv=0.31 m3总容积:V=VA+VB=0.685 m30.7MPa的饱和蒸汽参数v0.27274m3/kg v0.0011082m3/kgh2762.9kJ/kg h697.1kJ/kg蒸汽比容：0.

9、228 m3/kg蒸汽干度：0.84（2）由蒸汽传给环境的热量终了时的焓：hxxh+(1-x)h=2502kJ/kgux2342.4kJ/kg-193.7 kJ710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=200h1=2850kJ/kg v1=0.352 m3/kg （u1=2639 kJ/kg）查表p2=0.6MPa，t2=300h2=3061kJ/kg v2=0.4344 m3/kg s2=7.372

10、 kJ/(kg.K) （u2=2801 kJ/kg）查表p3=0.1MPa，s=7.372h3=2680kJ/kg v3=1.706 m3/kg （u3=2509 kJ/kg）(1) 定压过程加入的热量和内能变化量q=h2-h1=211kJ/kg=162 kJ/kg(2) 绝热膨胀过程所作的功量292 kJ/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0.25kJ/(kg.K)，则汽轮机作的功将为多少？解：查表p1=3MP

11、a，t1=450的参数h1=3344kJ/kg s1=7.083 kJ/(kg.K)则绝热膨胀到p2=5kPa，s2=7.083 kJ/(kg.K)时蒸汽的终参数t2=32.88 h2=2160kJ/kg v2=23.52 m3/kg 汽轮机所作的功1184 kJ/kg（2）不可逆绝热膨胀后的熵为s3=7.083 +0.257.333kJ/(kg.K)p3=5kPa蒸汽的终参数：h3=2236kJ/kg 汽轮机所作的功1108 kJ/kg7-12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x0.96；湿蒸汽在过热

12、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B1430kg/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/hp1=1.4MPa，t1=300的过热蒸汽的参数：h1=3040kJ/kg v10.1823m3/kg取水为定值比热，其的焓值：h0254.1868104 kJ/kg单位蒸汽吸热量：q=h1-h0=2936 kJ/kg总吸热量：29.36 MkJ/h锅炉效率：69.84（2）湿蒸汽的参数v20.136 m3/kgh22708kJ/kg定压过程吸收的热量q=m(h1-hx)= 3.32MkJ内

13、能的变化:=2.65MkJ7-13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=83.7 kJ/kg水的吸热量：q1=200*(2676.3-83.7)=518520kJ/h烟气的放热量：q=864200 kJ/h烟气量：2139kg/h=1.93m3/kgV=4128 m3/h7-14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