工程热力学 课后习题答案 可打印 第三版 第七章
工程热力学思考题答案,第七章
答：日常生活中水的流动一般都为稳定流动情况 ，对于不可压缩流体水 = ，故有流速和流通截面积成反比关系。
7.3在高空飞行可达到高超音速的飞机在海平面上是否能达到相同的高马赫数？
答：不能，因为速度和压比有个反比关系，当压比越大最大速度越小，高空法达到一样的高马赫数。
答：1）若两喷管的最小截面面积相等，两喷管的流量相等，渐缩喷管出口截面流速小于缩放喷管出口截面流速，渐缩喷管出口截面压力大于缩放喷管出口截面压力。
2)若截取一段，渐缩喷管最小截面面积大于缩放喷管最小截面面积，则渐缩喷管的流量小于缩放喷管的流量，渐缩喷管出口截面流速小于缩放喷管出口截面流 速，渐缩喷管出口截面压力大于缩放喷管出口截面压力。
7.4当气流速度分别为亚声速和超声速时，下列形状的管道（图7-16）宜于作喷管还是宜于作扩压管？
答：气流速度为亚声速时图7-16中的1图宜于作喷管，2图宜于作扩压管，3图宜于作喷管。当声速达到超声速时时1图宜于作扩压管，2图宜于作喷管，3图宜于作扩压管。4图不改变声速也不改变压强。
7.5当有摩擦损耗时，喷管的流出速度同样可用 来计算，似乎与无摩擦损耗时相同，那么摩擦损耗表现在哪里呢？
7.8在图7-17中图（a）为渐缩喷管,图（b）为缩放喷管。设两喷管的工作背压均为0.1MPa，进口截面压力均为1 MPa，进口流速 可忽略不计。1）若两喷管的最小截面面积相等，问两喷管的流量、出口截面流速和压力是否相同？2)假如沿截面2’-2’切去一段，将产生哪些后果？出口截面上的压力、流速和流量起什么变化？
答：摩擦损耗包含在流体出口的焓值里。摩擦引起出口速度变小，出口动能的减小引起出口焓值的增大。
7.6考虑摩擦损耗时，为什么修正出口截面上速度后还要修正温度？
工程热力学第三版电子教案第7章自我测验题
第七章自我测验题1、填空及问答题（1）未饱和湿空气是_____和_____的混合气体。
（2）湿空气的总压等于_______和_______分压力之和（3）湿空气的独立状态参数是怎样的？（4）湿空气的相对湿度与哪些因素有关？为什么用干－湿球温度计能间接测量它（5）未饱和湿空气的干球温度t，湿球温度t w和露点温度t d之间的大小关系是_____，为什么？定性表示在T－s图上。
饱和湿空气的干球温度t，湿球温度t w和露点温度t d之间的大小关系又是_______，为什么？（6）在h－d图上若没有定湿球温度线，在已知t w和t的情况下，如何确定该状态点，如何读取d，t d，相对湿度等参数？（7）温空气的相对湿度越大，是否意味着含湿量也愈大？（8）分析湿空气问题时，为什么不用每单位质量湿空气，而选用每单位质量干空气作计量单位？（9）被冷却水在冷却塔中能冷到比大气温度还低，这是否违反热力学第二定律？为什么？2、空气大体可以看作是由氮气和氧气组成，其中氧气的质量分数为23％，试计算氮气和氧气的摩尔分数；空气的折合摩尔质量和折合气体常数。
3、一绝热刚性容器被一绝热刚性隔板分为两部分，一部分盛2kg的氧气，另一部分盛3kg的氮气，它们的温度和压力均为30℃和0.5MPa。
取掉隔板后，两种气流混合，忽略隔板厚度。
求：（1）混合后的压力和温度；（2）混合过程热力学能、焓和熵的变化。
4、由质量分数W CO2＝0.4的CO2和N2所组成的混合气体，初压为6.0MPa，初温为1000℃，经气轮机绝热膨胀至0.lMPa，若气轮机效率为0.86，试求：（1）气体的出口温度；（2）单位质量气体经气轮机所作的理想功和实际功；（3）当大气温度为17℃时的不可逆损失；（4）将不可逆损失表示在T－s图上。
5、氢和氮在绝热稳流过程中，以1mol氮和2mol氢的比例混合。
已知：，，，，混合后的压力。
确定：（1）混合气体的温度；（2）1mol混合气体的熵的变化量。
工程热力学第7章答案
m=3.48 吨/小时
7-10 水蒸气进入汽轮机时 p1=10MPa，t1=450℃，排出汽轮机时 p2=8kPa，假设蒸汽在汽 轮机内的膨胀是可逆绝热的，且忽略入口和出口的动能差，汽轮机输出功率为 100MW，求
3
第 7 章 水蒸气
解：
已知： X = 0.8 s' = 0.45kJ / kg ⋅ K γ = 1600kJ / kg T = 200 + 273 = 473K
sx
=
s '+
X
⋅γ T
=
0.45 + 0.8× 1600 473
= 3.156kJ
/(kg ⋅ K )
5kg 工质的熵 S = m ⋅ sx = 5× 3.156 = 15.78kJ / K
p1=0.40MPa 时， v//=0.46246m3/kg p1=0.41MPa 时， v//=0.45184m3/kg 采用内插法得 p2=0.40166MPa，h2=h//=2738.68 kJ/kg t2=ts=143.79℃
u2=h2-p2v2=2738.68-0.40166 × 103 × 0.4607=2553.64 kJ/kg
∴湿饱和状态 x = h − h ' = 1134.3 − 417.5 = 31.78% h ''− h ' 2675 − 417.5
s''= 7.359kJ / kg ⋅ K
s'= 1.303kJ / kg ⋅ K
sx = 1.303 + 0.3178× (7.359 −1.303) = 3.228kJ / kg ⋅ K
工程热力学课后题答案
答案
第三章理想气体及其混合物
1.把 压送到体积为 的贮气罐内。压送前贮气罐上的压力表读数为 ，温度为 ，压送终了时压力表读数为 ，温度为 。试求压送到罐内的 的质量。大气压力为 。
4.锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。若已知斜管倾角 ，压力计中使用 的煤油，斜管液体长度 ，当地大气压力 ，求烟气的绝对压力（用 表示）解：
5.一容器被刚性壁分成两部分，并在各部装有测压表计，如图2-28所示，其中 为压力表，读数为 ， 为真空表，读数为 。若当地大气压 ，求压力表 的读数（用 表示）
解
由
2.体积为 的某钢性容器内盛有了 的氮气。瓶上装有一排气阀，压力达到 时发门开启，压力降到 时关闭。若由于外界加热的原因造成阀门开启，问：
(1)阀门开启时瓶内气体温度为多少？
(2)因加热造成阀门开闭一次期间瓶内氮气失去多少？设瓶内空气温度在排气过程中保持不变。
答案（1） ℃；（2）
3.氧气瓶的容积 瓶中氧气的表压力为 。问瓶中盛有多少氧气？若气焊时用去一半氧气，温度降为 ，试问此时氧气的表压力为多少（当地大气压力 ）
解
10.在体积为 的钢性容器内装有氮气。初态表压力为 ，温度为 ，问应加入多少热量才可使氮气的温度上升到 ？其焓值变化是多少？大气压力为 。
(1)按定值比热容计算；
(2)按真实比热容的多项式计算；
(3)按平均比热容表计算；
(4)按平均比热容的直线关系式计算。
解
（1）
（2）查得
（3）查得
（4）查得
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反应度与离解度
考 闭卷考试（允许学生携带自己整理的相关公式），考核学生对工程热力学基本概念、
试 计算方法等的掌握情况，并结合平时实验、课堂讨论和作业的情况评定最后成绩。
四、学时分配表
绪论 第一章 基本概念及定 义 第二章 热力学第一定 律 第三章 理想气体热力 学能、焓、比热容和熵 的计算 第四章 理想气体的热 力过程 第五章 热力学第二定 律 第六章 气体的流动 第七章 压气机的压气 过程 第八章 气体动力循环 第九章 实际气体 第十章 水蒸气及蒸汽 动力循环 第十一章 制冷循环 第十二章 湿空气 第十三章 化学热力学 基础 合计
8．第七章 压气机的压气过程 理解压气机热力学分析的基本方法，掌握影响活塞式压气机容积效率、压缩终了气
体温度的因素，以及改善压气机性能的措施。理解多级压缩，理解压气机效率的工程应 用的意义。
重点：影响活塞式压气机容积效率、压缩终了气体温度以及耗功的因素。 9．第八章 气体动力循环
掌握气体动力循环的热力学分析方法，掌握影响活塞式内燃机、燃气轮机以及增压 内燃机热效率的因素，提高热效率的方法，以及热效率、功率和状态参数的计算。
理想气体的热力学能、焓、 比热容和熵的计算
第
四 理想气体的热力过程。
章
第 五 章
热力学第二定律（本质、可 逆与不可逆、卡诺定理、克 劳修斯不等式、孤立系统墒 增原理、热能的可用性）
第 六 章
气体的流动（基本方程、特 性、临界流速、喷管计算、 效率、绝热滞止、合流、绝 热节流）
第 七 章
压气机的压气过程（压气过 程、多级压缩、效率）
第 气体动力循环（活塞式内燃
八 机、燃气轮机、增压内燃机
章 等的理想循环）
第 九 章
工程热力学课后作业答案chapter7
7-1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。
7－2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h x，v x，u x，s x。
解：查表得：h``＝2777kJ/kg h`=762.6 kJ/kgv``＝0.1943m3/kg v`＝0.0011274 m3/kgu``= h``－pv``=2582.7 kJ/kg u`＝h`－pv`=761.47 kJ/kgs``=6.5847 kJ/(kg.K) s`＝2.1382 kJ/(kg.K)h x＝xh``+(1-x)h`=2575.6 kJ/kgv x＝xv``+(1-x)v`=0.1749 m3/kgu x＝xu``+(1-x)u`=2400 kJ/kgs x＝xs``+(1-x)s`=6.14 kJ/(kg.K)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m v=0.57kg，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``＝0.10422m3/kg v`＝0.0011726 m3/kgh``＝2796.4kJ/kg h`=897.8 kJ/kg 湿饱和蒸汽的质量：x m mv=`)1(``v x xv m V-+= 解之得：x=0.53比容：v x ＝xv``+(1-x)v`=0.0558 m 3/kg焓：h x ＝xh``+(1-x)h`=1904kJ/kg7－4将2kg 水盛于容积为0.2m 3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。
热工基础第7章课后答案
热工基础第7章课后答案第七章思考题1. 什么情况下必须采用多级压缩？多级活塞式压缩机为什么必须采用级间冷却？答：为进一步提高终压和限制终温,必须采用多级压缩。
和绝热压缩及多变压缩相比，定温压缩过程，压气机的耗功最小，压缩终了的气体温度最低，所以趋近定温压缩是改善压缩过程的主要方向，而采用分级压缩、中间冷却是其中一种有效的措施。
采用此方法，同样的压缩比，耗功量比单级压缩少，且压缩终温低，温度过高会使气缸里面的润滑油升温过高而碳化变质。
理论上，分级越多，就越趋向于定温压缩，但是无限分级会使系统太复杂，实际上通常采用2－4级。
同时至于使气缸里面的润滑油升温过高而碳化变质,必须采用级间冷却。
2. 从示功图上看，单纯的定温压缩过程比多变或绝热压缩过程要多消耗功，为什么还说压气机采用定温压缩最省功？答：这里说的功是技术功，而不是体积功，因为压缩过程是可看作稳定流动过程，不是闭口系统，在p-v图上要看吸气、压缩和排气过程和p轴围成的面积，不是和v轴围成的面积。
3. 既然余隙不增加压气机的耗功量，为什么还要设法减小它呢？答：有余隙容积时，虽然理论压气功不变，但是进气量减少，气缸容积不能充分利用，当压缩同量的气体时，必须采用气缸较大的机器，而且这一有害的余隙影响还随着增压比的增大而增加，所以应该尽量减小余隙容积。
4. 空气压缩制冷循环能否用节流阀代替膨胀机，为什么？答：蒸汽制冷循环所以采用节流阀代替膨胀机，是因为液体的膨胀功很小，也就是说液体的节流损失是很小的，而采用节流阀代替膨胀机，成本节省很多，但是对于空气来说，膨胀功比液体大的多，同时用节流阀使空气的熵值增加很大，从T-s图上可以看出，这样使吸热量减少，制冷系数减少。
5. 绝热节流过程有什么特点？答：缩口附近流动情况复杂且不稳定，但在缩口前后一定距离的截面处，流体的流态保持不变，两个截面的焓相等。
对于理想气体，绝热节流前后温度不变。
6. 如图7-15(b)所示，若蒸汽压缩制冷循环按122 351 运行，循环耗功量没有变化，仍为h2 h1，而制冷量则由h1 h4增大为h1 h5,这显然是有利的，但为什么没有被采用？答：如果按122 351运行，很难控制工质状态，因此采用节流阀，经济实用。
工程热力学第七章 习题解答
第七章 习题解答7-2 ()10.1762.60.927772575.56x h x h xh '''=-+=⨯+⨯= kJ kg()10.1 2.13820.9 6.5847 6.104x s x s xs '''=-+=⨯+⨯=kJ kg K ⋅ 0.90.19430.17487x v xv ''==⨯= 3m2575.5610000.174872400.69 x x x u h Pv =-=-⨯=kJ kg 查h-s 图，2575x h =kJ kg ， 6.14x s =kJ kg K ⋅，0.175x v =3m257510000.1752400x x x u h pv =-=-⨯=kJ kg 7-3 ⑴ 定容过程：()2121q u h h v p p ==---()()110.850.0010.85 1.69 1.437v x v xv '''=-+=-⨯+⨯= 3m kg ()()1110.85417.60.852675.12336.46h x h xh '''=-+=-⨯+⨯=kJ kg 查h-s 图：22925h =kJ kg()29252336.46 1.437150100517q ∴=--⨯-=kJ kg ⑵ 查h-s 图：1 6.45s =kJ kg ，27.7s = kJ kg工质吸热，熵增加为：1217.7 6.45 1.25s s s =-=-= kJ kg热源放热，熵减少为：205170.411000273q s T =-=-=-+ kJ kg 孤立系统的熵增为：12 1.250.410.84iso s s s =+=-= kJ kg7-4 (1) 1.556 MPa p =，30.20.1 m 2x v == 30.12714 m v ''=，0.10.7865''0.12714x v x v ≈== (2)()10.2135852.40.78652791.4 2377.4 kJ/kgx h x h xh '''=-+=⨯+⨯=(3) 20.7865 1.573v m m x =⋅=⨯= kg'' 1.5730.127140.2v v m v =⋅=⨯=3m (4)()[]10 1.5732377.483.860.2 1.5563118.2 kJv x q m h h v p p =---⎡⎤⎣⎦=⨯--⨯=7-5 (1) 定压过程：()21W p V V =-查附表3：10.001v =3m 20.090v = 3m kg()30000.0900.0012534W =⨯-⨯= kJ (2) 定压过程：21q h h h ==-查附表3：1852.93h =kJ kg 23114.4h =k J k g()3114.4852.9324522.9q =-⨯=kJ7-624v d c m v xmv π''''⋅≥=2440.9515000.194336003600 3.14xmv d π''⨯⨯⨯≥=⨯ ∴0.06258 m d ≥7-7 湿蒸汽中其加热作用的仅为干饱和蒸汽：()air p xm h h m c T '''-=⋅∆ ()()4000 1.293 1.00512.00306.6kg h 0.942725.5561.4m ⨯⨯⨯-==-7-8 充满饱和水的容器比较危险 7-9 ()11221x x x mv m v m v =+()112221210.3748120.80.19430.83830.27274m v m x v x m m ''''+⨯+⨯⨯===+⨯()312''30.8380.272740.6857 m x V mv m m xv ==+=⨯⨯=()11222x x x Q mu mu m u =--()()()11112222x x x x x m h pv m h p v m h p v =-----()32762.90.838697.10.1627000.8380.27274=⨯+⨯-⨯⨯()()2748.55000.37481227770.8762.610000.80.1943--⨯-⨯+-⨯⨯193.7 kJ =-7-10 查附表3：12886h =kJ kg 23387h = kJ kg10.012v =3m 20.018v =3m k g2133872886501q h h =-=-=kJ kg 21501 h h h ∆=-=kJ kg()()21501180000.0180.012393u q p v v ∆=--=-⨯-=kJ kg 7-11 ()1查 h-s 图：0.816x = 2118k J k gx h = 6.94x s =kJ kg 13325h =k J k g33x t =℃ 1211833251207t x w h h h =-∆=-=-=- kJ kg()2()0.25273331130.5t t w w '=+⨯+=- kJkg7-12 查表 t=25℃，1104h = kJ kg查h-s 图：22708h = kJ kg 20.136v =3m k g33046h =kJ kg 30.184v =3mk g (1) ()31B Q m h h η⋅⋅=-煤()1000030401040.6984143029400η⨯-∴==⨯(2) ()()46321030402708 3.3210Q m h h =-=-=⨯kJ()3232=U m h h p v v ∆---⎡⎤⎣⎦()46103040270814000.1840.136 2.5610=⋅---=⨯⎡⎤⎣⎦kJ 7-13 (1) 由附表2：20t =℃时，183.86h =kJ kg100t =℃时，22675.71h =kJ kg由 ()1221p y m c t m h h ⋅⋅∆=-，得：()()()21212675.7183.862001001503650180 1.079p y h h m m c t --⨯⨯===⋅-⨯kg h7-14 节流前后焓相等，查h-s 图：0.968x =7-15 (1) 查附表3得 10.0010053v '=m 3/kg 128.191v ''= m 3/kg 137.72h '= kJ/kg 2560.6h ''= kJ/kg ()10.928.1910.10.0010053252380.0010053x xv x v v n v v '''+-⨯+⨯====''(2)()211 0.92560.60.1137.72137.722180.6 kJ/kgq h h h xh x h h ''''=∆=-=+--=⨯+⨯-=。
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第七章 水蒸气
时放出热量。这些热量为冷却水所吸，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。如图所示。管子通 常用黄铜管，大型冷凝器中装有数千根黄铜管。 解： 已知 P=20000kW，d=1.32×10-6kg/J，故每 小时耗汽量 D=P×3600×d =2×107kJ/s×3600s×1.32×10-6kg/J =9.52×104kg 乏汽状态 p2 = 0.004MPa、x2 = 0.9 ，查表得 0.004MPa 时 汽化潜热 r = 2432.2kJ/kg ， 故每 kg 乏汽凝结为饱和水时放出热量
7-2 湿饱和蒸汽，x=0.95、 p = 1MPa ,应用水蒸表求 ts、h、u、v、s，再用 h-s 图求上述参数。 解： 利用饱和水和饱和水蒸气表：
p = 1.0MPa
t s = 179.916 ℃
v′ = 0.0011272m3 / kg
h′′ = 2777.67kJ/kg ；
v′′ = 0.19438m 3 / kg ； h = 762.84kJ/kg
p = 2.0MPa 、 t1 = 350°C ， t2 = 40°C 查未饱和水和过热蒸汽表，得
h1 = 3136.2kJ/kg 、 h2 = 169.27kJ/kg
每生产 1kg 蒸汽需要吸入热量
94
第七章 水蒸气
q = h1 − h2 = 3136.2kJ/kg − 169.27kJ/kg = 2966.93kJ/kg
解： 由 h-s 图查得
h1 = 2706kJ/kg、t1 = 212.5 o C、v1 = 0.095m3 / kg、s1 = 6.144kJ/(kg ⋅ K)； h2 = 2861kJ/kg、t2 = t1 = 212.5 o C、v2 = 0.215m3 /kg m
3
kg
、s2 = 6.760kJ/(kg ⋅ K)
u = h − pv = 2608.4kJ/kg − 0.5 × 106 Pa × 0.35 × 10−3 m3 / kg = 2433.4kJ/kg
7-5 某锅炉每小时生产 10000kg 的蒸汽，蒸汽的表压力为 pe = 1.9MPa ，温度 t1 = 350°C 。 设 锅 炉 给 水 的 温 度 为 t2 = 40°C ， 锅 炉 的 效 率 η B = 0.78 。 煤 的 发 热 量 （ 热 值 ） 为
q = rx = 2432.2kJ/kg × 0.9 = 2188.98kJ/kg
冷却水流量为 qm ，取冷凝器为体系，列能量方程
D × q + qm cw (tin − tout ) = 0
qm =
D×q 9.52 ×104 kg × 2188.98kJ/kg = cw (tout − tin ) 4.187kJ/(kg ⋅ K) × (18 − 10) o C = 6221.4 ×103 kg/h=6221.4T/h
求上述参数。 解： 据水蒸气表， p = 3MPa、t = 400 o C 时
ts = 233.893 ° C、h = 3230.1kJ/kg、s = 6.9199kJ/(kg ⋅ K)、v = 0.099352m3 / kg ， D = t − ts = 400 o C − 233.893 o C = & 166.1°C 。
第七章 水蒸气
第七章
7-1 利用蒸汽图表，填充下列空白
水蒸气
s / kJ/(kg ⋅ K)
7.226 7.764 6.780 7.210 0.90 x 过热度℃ 266 239 126
p / MPa
1 2 3 4 3 0.5 3 0.02
t/℃ 500 392 360 61
h / kJ/kg
3457 3244 3140 2375
96
第七章 水蒸气
v′ = 0.0012348m3 / kg、v = 0.057054m3 / kg、h′ = 1049.6kJ / kg h′′ = 2802.51kJ / kg、s′ = 2.7250kJ /(kg ⋅ K)、s′′ = 6.1238kJ /(kg ⋅ K)
已知 V = 3m ，汽水质量为 1︰9，即干度 x1 = 0.1 ，所以
3
h2 = 2132kJ/kg 、 v2 = 28m3 /kg 、 s2 = s1 = 7.082kJ/(kg ⋅ K) 、 t2 = 29.4 o C 。
膨胀功：
w = u1 − u2 = (h1 − p1v1 ) − (h2 − p2v2 ) = (h1 − h2 ) − ( p1v1 − p2 v2 ) = (3345 − 2132)kJ/kg − (3 ×103 kPa × 0.108m3 / kg − 0.004 ×103 kPa × 28m3 / kg) = 1001kJ/kg
7-9 给水在温度 t1 = 60 C 和压力 p = 3.5MPa 下进入蒸汽锅炉的省煤器中，在锅炉中加热而
o
成 t2 = 350°C 的过热蒸汽。试把过程表示在 T-s 图上，并求出加 热过程中水的平均吸热温度。 解： 由未饱和水与过热蒸汽表查得：
h / kJ/kg
s / kJ/(kg ⋅ K)
h = h′ + x(h′′ − h′) = 640.35kJ/kg + 0.9335 × (2748.59kJ/kg − 640.35kJ/kg) = 2608.4kJ/kg s = s′ + x( s′′ − s′) = 1.8610kJ/(kg ⋅ K) + 0.9335 × [6.8214kJ/(kg ⋅ K) − 1.8610kJ/(kg ⋅ K)] = 6.4915kJ/(kg ⋅ K)
QP = 2.97 × 104 kJ/kg 。求每小时锅炉的煤耗量是多少？汽锅内水的加热和汽化、以及蒸汽的
过热都在定压下进行。锅炉效率 η B 的定义为：
ηB =
水和蒸汽所吸的热量 燃料燃烧时所在发出的热量
（未被水和蒸汽所吸收的热量是锅炉的热损失，其中主要是烟囱出口处排烟所带走的热量。 ） 解： p1 = pb + pe = 0.1 + 1.9a = 2.0MPa 由
u1 = h1 − p1v1 = 2706kJ/kg − 2 × 103 Pa × 0.095m3 / kg = 2516kJ/kg kJ u2 = h2 − p2 v 2 = 2861kJ/kg − 1× 10 Pa × 0.215m / kg = 2646kJ/kg
3 3
kg
qT = T ( s2 − s1 ) = (212.5 + 273.15)K × (6.760 − 6.144)kJ/(kg ⋅ K) = 299.2kJ/kg w = qT − ∆u = 299.2kJ/kg − (2646 − 2516)kJ/kg = 169.2kJ/kg
利用 h-s 图 ts = 234°C 、 h = 3233kJ/kg 、 v = 0.1m3 / kg 、 s = 6.92kJ/(kg ⋅ K) ，
93
第七章 水蒸气
D = t − t3 = 400 o C − 234 o C = 166 ° C 。
7-4 已知水蒸气的压力为 p = 0.5MPa ， 比体积 v = 0.35m3 / kg ， 问这是不是过热蒸汽？如果 不是，那是饱和蒸汽还是湿蒸汽？用水蒸气表求出其它参数。 解：利用水蒸气表 p = 0.5MPa 时， v′ = 0.0010925m3 / kg 、 v′′ = 0.37486m3 / kg ， 因 v′ < v < v′′ 据同一表 所以该水蒸气不是过热蒸汽而是饱和湿蒸汽。
ψ = qm q = 10000kg/h × 2966.93kJ/kg = 2.967 × 107 kJ/h
设每小时锅炉耗煤 mkg，则
ηt =
ψ
mQ p
m=
ψ η BQp
=
2.967 × 107 kJ/h = 1281kg/h 2.97 × 104 kJ/h × 0.78
o
7-6 1kg 蒸汽， p1 = 3MPa、t1 = 450 C ，绝热膨胀至 p2 = 0.004MPa ，试用 h-s 图求终点状 态参数 t2、v2、h2、s2 并求膨胀功和技术功 wt 。 解： 由 h-s 图查得： h1 = 3345kJ/kg 、 v1 = 0.108m / kg 、 s1 = 7.082kJ/(kg ⋅ K) ；
7-8 一台功率为 20000kW 的汽轮机，其耗汽率为 d=1.32×10-6kg/J。从汽轮机排出的乏气参数 为 p2 = 0.004MPa、x2 = 0.9 。乏汽进入冷凝器后，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。冷凝水的温度等于乏汽压力下的饱和温度，乏汽在凝结
s′ = 2.1388kJ/(kg ⋅ K)
s′′ = 6.5859kJ/(kg ⋅ K)
h = h′ + x(h′′ − h′) = 762.84kJ/kg + 0.95 × (2777.67 − 762.84)kJ/kg = 2676.9kJ/kg
v = v′ + x(v′′ − v′) = 0.0011272m 3 / kg + 0.95 × (0.19438 − 0.0011272)m3 / kg = 0.18472m 3 / kg
技术功：
wt = h1 − h2 = 3345kJ/kg − 2132kJ/kg = 1214kJ/kg
7-7 1kg 蒸汽，由初态 p1 = 2MPa ， x1 = 0.95 ，定温膨胀到 p2 = 1MPa ，求终点状态参数
t2、v2、h2、s2 及过程中对蒸汽所加入的热量 qT 和过程中蒸汽对外界所作的膨胀功 w。