工程热力学课后作业答案(第七章)第五版

7-1当水的温度t=80℃，压力分别为、、、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。

因此在、、、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kg，kJ/kg，335 kJ/kg，kJ/kg，kJ/kg。

7－2已知湿蒸汽的压力p=1MPa干度x=。试分别用水蒸气表和h-s图求出hx，vx，ux，sx。解：查表得：h``＝2777kJ/kg h`= kJ/kg

v``＝kg v`＝m3/kg

u``= h``－pv``= kJ/kg u`＝h`－pv`= kJ/kg

s``= kJ/ s`＝kJ/

hx＝xh``+(1-x)h`= kJ/kg

vx＝xv``+(1-x)v`= m3/kg

ux＝xu``+(1-x)u`=2400 kJ/kg

sx＝xs``+(1-x)s`= kJ/

7-3在V＝60L的容器中装有湿饱和蒸汽，经测定其温度t＝210℃，干饱和蒸汽的含量mv=，试求此湿蒸汽的干度、比容及焓值。

解：t＝210℃的饱和汽和饱和水的比容分别为：

v``＝kg v`＝m3/kg

h``＝kg h`= kJ/kg

湿饱和蒸汽的质量：

解之得：

x=

比容：vx＝xv``+(1-x)v`= m3/kg

焓：hx＝xh``+(1-x)h`=1904kJ/kg

7－4将2kg水盛于容积为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

h``＝kg h`= kJ/kg

v``＝kg v`＝kg

饱和压力。

刚性容器中水的比容：

＝m3/kg

因此是湿蒸汽。

压力是饱和压力。

干度：＝

焓：hx＝xh``+(1-x)h`=kg

蒸汽的质量和体积：

mv=x×m=×2=

V= mv×v``＝

7-5已知8 m3的湿蒸汽，在p＝MPa时，其湿度（1－x）＝，求此湿蒸汽的质量与焓。解：p＝MPa的饱和参数

h``＝2773kJ/kg h`= kJ/kg

v``＝kg v`＝kg

湿蒸汽的质量：

m3/kg

＝

焓：h=mhx＝x(h``+(1-x)h`)=×=×103 kJ

7-6有一台采暖锅炉，每小时能生产压力p＝1 MPa（绝对）、x＝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＝1 MPa、x＝的比容

查表饱和参数v``＝kg v`＝kg

m3/kg

蒸汽体积流量：＝s

输汽管的半径最小为＝

内径：

7-7某空调系统采用p＝MPa、x＝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＝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）。

解：空气吸收的热量：

＝619000kJ/h

p＝MPa的饱和参数：

h``＝kg h`= kJ/kg

p＝MPa、x＝蒸汽的焓

hx＝xh``+(1-x)h`=kg

需要蒸汽

kg /h

法二：

湿蒸汽中起加热作用的仅为干饱和蒸汽

＝kg /h

7-8气缸中盛有、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``＝kg h``＝kg p1=

容积：V=mv``= m3

t＝80℃的饱和蒸汽参数

v`＝0. 0010292m3/kg v``＝kg

h``＝kg h`= kJ/kg p2=

比容：＝m3/kg

干度：＝

焓：hx＝xh``+(1-x)h`=kg

放出的热量：q=m(h``120-hx-vx(p2-p1))=817 kJ

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＝MPa 的干饱和蒸汽，B中盛有2kg pB＝1 MPa，x＝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＝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

pA＝MPa的干饱和蒸汽参数

v``＝kg h``＝kg uA＝kg

A占容积：VA=mAv``= m3

pB＝1 MPa的饱和蒸汽参数

v``＝kg v`＝kg

h``＝2777kJ/kg h`＝kg

vB=xv``+(1-x)v`= m3/kg

hB＝xh``+(1-x)h`=2374kJ/kg

uB＝2219kJ/kg

B占容积：VA=mBv= m3

总容积:V=VA+VB= m3

的饱和蒸汽参数

v``＝kg v`＝kg

h``＝kg h`＝kg

蒸汽比容：m3/kg

蒸汽干度：＝

（2）由蒸汽传给环境的热量

终了时的焓：hx＝xh``+(1-x)h`=2502kJ/kg

ux＝kg

＝kJ

7－10将1kgp1=，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=，求此膨胀过程所作的功量。

解：查表p1=，t1=200℃

h1=2850kJ/kg v1= m3/kg （u1=2639 kJ/kg）

查表p2=，t2=300℃

h2=3061kJ/kg v2= m3/kg

s2= kJ/ （u2=2801 kJ/kg）

查表p3=，s=

h3=2680kJ/kg v3= m3/kg （u3=2509 kJ/kg）

定压过程加入的热量和内能变化量

q=h2-h1=211kJ/kg

=162 kJ/kg

绝热膨胀过程所作的功量

＝292 kJ/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，则汽轮机作的功将为多少

解：查表p1=3MPa，t1=450℃的参数

h1=3344kJ/kg s1= kJ/

则绝热膨胀到p2=5kPa，s2= kJ/

时蒸汽的终参数