内容发布更新时间 : 2024/5/31 19:53:52星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

制冷系数 ??H1?H41430?2701160???4.64

H2?H11680?143025018．压缩机出口氨的压力为1.0MPa，温度为50℃，若按下述不同的过程膨胀到0.1MPa，试求经膨胀后氨的温度为多少？ （1）绝热节流膨胀； （2）可逆绝热膨胀。

解：（1）绝热节流膨胀过程是等焓过程，从P-H图上沿着等焓线可找到终态2为0.1MPa

P 1MPa 1 1.0 2’ 2 50℃ 0.1 -33℃ 30℃ H 温度为30℃。

（2）可逆绝热膨胀过程是等熵过程，同样沿着等熵线可找到终态2?为0.1MPa时，温度为-33℃。

19.用简单林德循环使空气液化。空气初温为17℃，节流膨胀前压力P2为10MPa，节流后压力P1为0.1MPa，空气流量为0.9m3·h-1（按标准状态计）。求： （1）理想操作条件下空气液化率和每小时液化量；

（2）若换热器热端温差为10℃，由外界传入的热量为3.3KJ·kg-1，向对液化量的影响

T 2 1 P2 P1 3 0 5 4 56 S

如何？空气的比热Cp为1.0 kJ·kg-1·K-1。 解： 简单的林德循环T—S图如上表示： 对于空气从T—S图上可查得各状态点的焓值

状态点 1 2 0 性状 过热蒸汽 过热蒸汽 饱和液体 T／K 290 290 P／MPa 0.1 10 0.1 H／KJ·kg-1 460 435 42 （1） 理论液化量 x?H1?H2460?43525???0.06（kg液体／kg空气）

H1?H0460?424180.9m3?h?1?1?40.2mol?h空气流量G? ?33?122.4?10m?mol?1液化量：G?x理?40.2?29?0.06?70g?h

（2）外界热量传入造成冷量损失Q冷损， Q冷损=3.3KJ·kg-1 换热器热端温差造成热交换损失Q温损， Q温损=Cp×ΔT=1.0×10=10KJ·kg-1 实际液化量 x实?H1?H2?Q温损?Q冷损H1?H0?360?435?10?3.3?0.028kg?kg?1

460?42?1 实际液化量：G?x实?40.2?29?0.028?32.6g?h

20.采用简单林德循环液化空气的示意图及各状态点热力学性质如下图和表所示。设环境温度为298K，压缩机功耗为630kJ·h-1。试计算各状态点的有效能，并分析能量的消耗情况。

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0 序号 T K 298 298 174 86 86 86 295 P MPa 0.1 20 20 0.17 0.17 0.17 0.1 m kg·h-1 1 1 1 1 0.074 0.926 0.926 H kJ·kg-1 510.0 475.3 277.5 277.5 102.8 292.6 505.4 S kJ·kg-1·K-1 3.762 2.195 1.338 2.195 0.125 2.383 3.741 B kJ·kg-1 0 433.3 489.9 234.5 676.6 193.5 1.7 6

0 1 2 3 2 3 5 4 4 5 6 解：由各状态点的温度和压力在空气的T—S图上

可查得焓和熵值。质量变化m可由焓平衡计算出来。有效能根据如下方程计算，这里设环境温度为298K，0.1MPa，空气的有效能为另。

B?(H?H0)?T0(S?S0)?(H?510)?298?(S?3.762) 计算结果列于上表中右栏。

液化空气的有效能为 B4=0.074×676.6=50.1kJ·h-1 损耗功 WL=630-50.1=579.9kJ·h-1 有效能效率 ?? 可见，热力学效率很低。

各单元设备的损耗功可由有效能衡算得到。

0→1压缩机：630-m1B1=630-1×433.3=196.7kJ·h-1 2→3节流阀：m2(B2-B3)=1×(489.9-234.5)=255.4kJ·h-1 1→2，5→6换热器：m1(B1-B2)+m5(B5-B6)=1×(433.3-489.9) +0.926×(193.5-1.7)=121.0kJ·h-1 未液化空气带走：m6×B6=0.926×1.7=1.574kJ·h-1 合计 574.7kJ·h-1

注：计算略有误差。

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50.1?0.08 630 可见，主要损耗在于压缩、节流和换热的不可逆性。

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