马沛生主编化工热力学第七章习题解答 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/10/21 20:27:49星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

?为定值。 假定压缩后过热蒸汽为理想气体,CP?lns2?s3? CP T2273.15?60?ln?0.6797?0.684lns2?s3?CPT3273.15?50

T2T37-30题图1

s2?0.7005kJgkg?1gK?1

s2?s3,因此为不可逆绝热压缩。

?(T2?T3)?206.5 ?0.684?(333.15?325.15)h2?h3?CP?213.34kJgkg?1

h4?h5?84.9kJgkg?1

(1)以单位质量为基准计算, 进入蒸发器的干度为x5

h5?h5sl(1?x5)?h5svx5

84.9?50.1?(1?x5)?193.8x5

x5?0.242

(2) 此泵所消耗的功率

q2?h2?h4?213.34?84.9?128.44(kJgkg?1)制冷剂的循环量

Q28.4?104 ?654kggm??h?1q2128.44

热泵所消耗的功率

W?m(h2?h1)?654?(213.34?193.8)/3600?3.55(kW)4(3)电炉的功率为:W?=8.4?10/3600?23.33(kW) R-12的有关热力学参数 温度/℃ 饱和压力/kPa 15 50

????7-31. 动力-热泵联合体系工作于 100C和20C之间,热机工作于100C和20C之间。??假设热机热泵均为可逆的,试问100C下供给单位热量所产生的工艺用热量(100C下得

h/(kJgkg?1) hsl s/(kJgkg?1gK?1) hsv ssl ssv 491 1219 到的热量)是多少?

解: (1)热机:?C?wST?1?L 单位热量:qH?1KJ qHTHTL293?1??0.7698kJ TH1273故

wS??C?1?(2)热泵:?HPC?TH373??4.6625

TH?TL100?20传热量:q2??HPCwS?4.6625?0.7698?3.5892KJ

7-32. 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,空气流量为0.9m·h(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·kg,向对液化量的影响如何?空气的比热Cp为 kJ·kg·K。

-1

-1

-1

3

-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 (1)理论液化量 x?性状 过热蒸汽 过热蒸汽 饱和液体 T/K 290 290 P/MPa 10 h/KJ·kg 460 435 42 -1h1?h2460?43525???0.06(kg液体/kg空气)

h1?h0460?424180.9m3?h?1?1?40.2mol?h空气流量 m? ?33?122.4?10m?mol?1液化量:m?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=·kg

换热器热端温差造成热交换损失q温损, q温损=Cp×ΔT=×10=10KJ·kg

-1

-1

实际液化量 x实?h1?h2?Q温损?Q冷损460?435?10?3.3??0.028kg?kg?1

h1?h0460?42实际液化量:m?x实?40.2?29?0.028?32.6g?h?1

7-20 某一理想Rankine循环,锅炉的压力为,冷凝器的压力为,冷凝温度为32.56℃,求以下两种条件时,Rankine循环的热效率与乏汽冷凝所放出的热量,并加以比较:(1)如果进入汽轮机的蒸汽是饱和蒸汽;(2)如果进入汽轮机的蒸汽是温度为440℃的过热蒸汽。要求将这两种蒸汽动力循环标示在T-S图上。 解:

(1) 进入汽轮机的状态点 P1=4 MPa,对应的饱和蒸汽温度T1= ℃ H1= kJ/kg S1= kJ/

乏汽 P2= MPa,S2=S1= kJ/,查得H2= kJ/kg 冷凝器出口饱和液体P3=, T=℃,H3= kJ/kg,S3= 锅炉进水:S4=S3=,P4=4MPa,T4=℃,H4= 所以

锅炉吸热:Q41=H1-H4= kJ/kg 乏汽冷凝放热:Q32=H3-H2= kJ/kg 汽轮机做功:Ws=H2-H1= kJ/kg 离心泵做功:Wp=H4-H3= kJ/kg 热力学效率???Ws?Wp?951.063+4.0123???0.3562 Q412658.553915(2) 进入汽轮机蒸汽 P1=4MPa,T1=440℃,所以 H1= kJ/kg,S1= kJ/(kg*K)

乏汽 P2=,S2=S1= kJ/(kg*K),查得:H2= kJ/kg 冷凝器出口饱和液体P3=, T=℃,H3= kJ/kg,S3= 锅炉进水:S4=S3=,P4=4MPa,T4=℃,H4= 所以

锅炉吸热:Q41=H1-H4= kJ/kg 乏汽冷凝放热:Q32=H3-H2= kJ/kg 汽轮机做功:Ws=H2-H1= kJ/kg 离心泵做功:Wp=H4-H3= kJ/kg 热力学效率???Ws?Wp?1202.45?4.0123???0.3784 Q413166.544