【正文】 B pd ?????? 6 2 26 2 2 ＝ )(/ akgg 濕 空 氣 密 度 ：)(10 298287)( 5 ?????? dp TRv a ＝ kgm/3 ??? v ? 3/mkg 干 空 氣 密 度 ：??? vvaa 11? 3/mkg 濕 空 氣 容 積 ：???? vdmvmV a 00 8600 m3 83 查表題 8－ 4 壓力 B 為 101325Pa 的濕空氣，在溫度 t 1＝ 5℃，相對濕度 ? 1＝ 60％的狀態(tài)下進入加熱器，在 t 2＝ 20℃離開加熱器。sv ＝ kgm/3 絕對濕度： 39。求該濕空氣的露點、絕對濕度、含濕量、濕空氣密度、干空氣密度、濕空氣容積。如該濕空氣在壓力不變的情況下，被冷卻為 10℃的飽和空氣，求析出的水量。 解：節(jié)流前后焓不變 查 hs 圖得： x= 81 溫度 ?t 20 ℃ ，壓力?p ，相對濕度 ?? 70％的濕空氣 。 解： ts=100℃的干飽和蒸汽的焓： h=20 ℃水的焓：h0=20*= kJ/kg 水 的 吸 熱 量 ：q1=200*()=518520kJ/h 煙氣的放熱量： q= ? 864200 kJ/h 煙氣量： 864200???? tcqm y＝ 2139kg/h 100000673*287?? pRTv=V= ?vmy 4128 m3/h 714 濕蒸汽進入干度計前的壓力 p1=，經(jīng)節(jié)流后的壓力 p2=，溫度t2=130℃。此鍋爐每小時可產(chǎn)生 ts=100℃的干飽和蒸汽 200kg，鍋爐進水溫度為 20℃，鍋爐效率為60％。試求（ 1）若鍋爐的耗煤量 B＝ 1430kg/h，求鍋爐效率；（ 2）濕蒸汽在過熱器中所吸收的熱量及內(nèi)能的變化量。求：（ 1）可逆絕熱膨脹時蒸汽的終參數(shù)及汽輪機所作的功；（ 2）若蒸汽在汽輪機中為不可逆絕熱膨脹，引起的熵產(chǎn)為 ()，則汽輪機作的功將為多少？ 解：查表 p1=3MPa， t1=450℃的參數(shù) h1=3344kJ/kg s1= kJ/() 則絕熱膨脹到 p2=5kPa ，s2= kJ/() 時蒸汽的終參數(shù) 25 t2=℃ h2=2160kJ/kg v2= m3/kg 汽輪機所作的功 ??? hwt 1184 kJ/kg （ 2）不可逆絕熱膨脹后的熵為 s3= + ＝() p3=5kPa 蒸汽的終參數(shù)：h3=2236kJ/kg 汽 輪 機 所 作 的 功 ???hwt 1108 kJ/kg 712 有一臺工業(yè)鍋爐，每小時能生產(chǎn)壓 力 p1=，t1=300℃的過熱蒸汽 10t。若將此蒸汽再送入某容器中絕熱膨脹至p3=，求此膨脹過程所作的功量。求（ 1）容器的總?cè)莘e及終了時蒸汽的干度；（ 2）由蒸汽傳給環(huán)境的熱量。在 A 中盛有 1kg、壓力 pA＝ MPa 的干飽和蒸汽， B 中盛有 2kg pB＝ 1 MPa， x＝ 的濕蒸汽。求此冷卻過程中蒸汽放出的熱量。求每小時需要多少千克蒸汽（視空氣的比熱為 22 定值）。暖風機空氣的流量為每小時 4000 標準 m3，空氣 通過暖風機（從 0℃）被加熱到 120℃。 解： p＝ MPa 的飽和參數(shù) h``＝ 2773kJ/kg h`= kJ/kg v``＝ ` ＝濕蒸汽的質(zhì)量： ???? `)1(`` vxxvv m3/kg vVm? ＝ 焓： h=mhx ＝x(h``+(1x)h`)= = 103 kJ 76 有一臺采暖鍋爐，每小時能生產(chǎn)壓力 p＝ 1 MPa（絕對）、 x＝ 的蒸汽 1500kg。 壓力是飽和壓力 。 解：（ 1）查 200℃的飽和參數(shù) h``＝ h`= kJ/kg v``＝ ` ＝飽和壓力 。 解：查表得： h``＝ 2777kJ/kg h`= kJ/kg v``＝ v`＝ m3/kg u``= h``－ pv``= kJ/kg u` ＝ h` － pv`= kJ/kg s``= kJ/() s`＝ kJ/() hx ＝ xh``+(1x)h`= 20 kJ/kg vx ＝ xv``+(1x)v`= m3/kg ux＝ xu``+(1x)u`=2400 kJ/kg sx ＝ xs``+(1x)s`= kJ/() 73 在 V＝ 60L的容器中裝有濕飽和蒸汽，經(jīng)測定其溫度 t＝ 210℃，干飽和蒸汽的含量mv=，試求此濕蒸汽的干度、比容及焓值。 7 － 2 已知濕蒸汽的壓力p=1MPa 干度 x=。 因此在 、 、 、 及 1MPa 時狀態(tài)分別為過熱、未飽和、未飽和，未飽和、未飽和。 解： ]1)12[(11 ??? nv ppc? n=: ???? ]1) [(* 1v? n=： v? = n=1： v? = 71 當水的溫度 t=80℃，壓力分 別為 、 、 、 及 1MPa 時，各處于什么狀態(tài)并求出該狀態(tài)下的焓值。設(shè)過程可逆，試求： (1)此壓氣機所需功率為多少千瓦？ (2)該壓氣機每分鐘放出的熱量為多少千焦？ 解：（ 1） 111RTVpm? = )2/1ln( )1/2ln( vv ppn ?= ????? )21(1 TTnnRmm nwWs 1183KW （ 2） )12(1 TT knmQ v ???? =/s 4－ 17 三臺空氣壓縮機的 19 余隙容積 均為 6％，進氣狀態(tài)均為 、 27℃，出口壓力均為 ，但壓縮過程的指數(shù)不同，分別為：n1=， n2=， n3=1。 解：壓縮比為 60，故應(yīng)采用二級壓縮。若按 n＝ 程壓縮，需要的理論功率為多少？ 18 解：最小功率是定溫過程 m=600/3600=1/6 kg/s ?? 21ln1 ppmRTW s ＝－ KW 最大功率是定熵過程 ???? ? ])12(1[111 1kks ppkk R TmW － KW 多變過程的功率 ???? ? ])12(1[111 1nns ppnn R TmW － KW 4－ 15 實驗室需要壓力為6MPa的壓縮空氣，應(yīng)采用一級壓縮還是二級壓縮？若采用二級壓縮，最佳中間壓力應(yīng)等于多少？設(shè)大氣壓力為，大氣溫度為 20，壓縮過程多變指數(shù) n=，采用中間冷卻器能將壓縮氣體冷卻到初溫。如壓縮按定溫過程進行，問壓氣機所需的理論功率為多少千瓦？若壓縮按定熵過程進行，則所需的理論功率又為多少千瓦？ 解：定溫： ???? 36 00*27 3*28 7 60 010 000 0RTpVm g/s ?? 21ln1 ppmRTW s － 定熵 ]) (1[ 293*287**])12(1[111 ?? ?????? kks ppkk R TmW＝－ KW 4－ 14 某工廠生產(chǎn)上需要每小時供應(yīng)壓力為 壓縮空氣 600kg；設(shè)空氣所初始溫度為 20℃，壓力為。設(shè)大氣處 于標準狀態(tài)。 解： ???? 5106 573*287111 pRTv m3/kg 17 ??? )31(*)21(12 kvvpp MPa ??? ? )31(*57 3)21(12 kvvTT 369K V2=3V1= m3 T3=T2=369K V3=V1= m3 ??? 113*)32(23 vvvvpp MPa 4－ 12 壓氣機抽吸大氣中的空氣，并將其定溫壓縮至 p2＝ 5MPa。 解： (1) ) (*)23(32 ?? kvvpp＝ MPa 9 6 10** 6?? RvPT ＝1263K p1=p2= MPa v1= 221vTT= m3/kg 9 6 10** 6?? RvPT =583 K (2) 定壓膨脹 ???? )12( TTcu v 364 kJ/kg ??? )12( TTRw kJ/kg 定熵膨脹 ???? )23( TTcu v 505 kJ/kg ???? ]32[1 TTk Rw 505 kJ/kg 或者：其 q=0, uw ??? = 505 kJ/kg 411 1 標準 m3的空氣從初態(tài) 1 p1＝ ， t1=300℃定熵膨脹到狀態(tài) 2，且v2=3v1。求（ 1） 3 三點的溫度、比容和壓力的值。 解： 16 ]31[ 293*287])21(1[11])12(1[111 ??? ????????? kkk vvkRTppkRTw ＝ 116 kJ/kg 1)21(12 ?? kvvTT ＝ )3/1ln (**28723ln22 ?? vvRTw＝ kJ/kg w=w1+w2= kJ/kg 410 1kg氮氣從初態(tài) 1 定壓膨脹到終態(tài) 2，然后定熵膨脹到終態(tài) 3。 解：（ 1）求多變指數(shù) )( )()2/1ln ( )1/2ln ( ?? vv ppn＝ 1 千克氣體所作的功 ??????? )**(* 1]2211[11 vpvpnw 15 146kJ/kg 吸收的熱量 )1122(111)12(11)12( vpvpkn knTTk Rn knTTcq n ???????????? =????? )**( kJ/kg 內(nèi)能： ???? wqu ＝－ kJ/kg 焓： ??????? )1122(1)12( vpvpk kTTch p－ kJ/kg 熵： * * ????? ppcvvcs vp＝ 90J/() 48 1kg理想氣體由初態(tài)按可逆多變過程從 400℃降到 100℃，壓力降為 1612 pp ?，已知該過程的膨脹功為200kJ，吸熱量為 40 kJ，設(shè)比熱為定值，求該氣體的 pc和 vc 解： 1 6 0)12( ??????? wqTTcu v kJ vc ＝ 533J/() ])12(1[11)21(1 1nnppnRTTTn Rw ???????=200 kJ 解得： n＝ R=327 J/() 代入解得： pc ＝ 533+327=860 J/() 49 將空氣從初態(tài) 1，t1=20℃ ,定熵壓縮到它開始時容積的 1/3，然后 定溫膨脹，經(jīng)過兩個過程，空氣的容積和開始時的容積相等。經(jīng)過一個多變過程后終態(tài)變化為 p2＝ ，v2=。試比較不同過程中空氣對外所作的功，所進行的熱量交換和終態(tài)溫度。溫度為 13℃的空氣充入受試驗的容器內(nèi)，然后關(guān)閉進氣閥并把空氣加熱。 解：（ 1）定溫膨脹功 ??? 110ln*373*287** VVm R Tw7140kJ 13 ??? 12ln VVmRs (2)自由膨脹作功為 0 ??? 12ln VVmRs 4－ 4 質(zhì)量為 5kg的氧氣，在 30℃溫度下定溫壓縮，容積由 3m3變成 ，問該過程中工質(zhì)吸收或放出多少熱量？輸入或輸出多少功量？內(nèi)能、焓、熵變化各為多少？ 解：??? *300**512ln VVm R Tq－ 放熱 因為定溫， 內(nèi)能變化為 0，所以 qw? 內(nèi)能、焓變化均為 0 熵變： ??? 12ln VVmRs － kJ/K 4－ 5 為了試驗容器的強度，必須使容器壁受到比大氣壓力高 的壓力。 解：熱力系是 1kg 空氣 過程特征：多變過程 )10/1ln ( )8/1ln ()2/1ln ( )1/2ln ( ?? vv ppn＝ 因為 Tcq n?? 內(nèi)能變化為 Rcv 25? ＝ )/( KkgJ ? vp cRc 5727 ??＝ )/( KkgJ ? ?nc ???? vv knc 51 ＝ )/( KkgJ ? nvv cqcTcu /???? ＝ 8 103J 膨脹功： uqw ??? ＝ 32 103J 軸功： ??nwws 103J 焓變： ukTch p ????? ＝ 8＝ 103J 熵變：12ln12ln ppcvvcs vp ???＝ 103 )/( KkgJ ? 4－ 2 有 1kg 空氣、初始狀態(tài)為 MPap ? ，1501?t ℃ ，進行下列過程： （ 1）可逆絕熱膨脹到MPap ? ； 12 （ 2）不可逆 絕熱膨脹到MPap ? ， KT 3002? ； （ 3 ）可逆等溫膨脹到MPap ? ； （ 4 ）可逆多變膨脹到MPap ? ，多變指數(shù) 2?n ； 試求上述各過程中的膨脹功