难度： 中 分值：10
章节：第五章 化工过程的能量分析 知识点：功热转化，热力学效率，理想功 备注：南工大试题
答案：
（1）3#>2#>1#>4# 因为温度压力越高，蒸汽的作功本领越大；温度相同时，压力越高，蒸汽的作功本领越大；压力相同时，温度越高，蒸汽的作功本领越大； 任何温度压力下的饱和蒸汽比任何温度压力下的饱和水作功本领大。
（2）应尽可能利用高压蒸汽来做功，低压蒸汽来加热。 （3）
Ex3?T0(S0?S3)?(H0?H3)?298(0.3674?5.787)?(104.9?2783)?1063KJ/KgWid?(H4?H3)?T0(S4?S3)?(1344?2783)?298(3.2534?5.787)??684KJ/Kg
1. （10分）设有压力为1.013MPa、 6.868MPa、 8.611MPa的饱和蒸汽和1.013MPa， 573K的过热蒸汽和8.611MPa，573K的饱和水，若这些蒸汽和水经充分利用后，最后排出0.1013MPa， 298K的冷凝水（即环境状态）。
（1）将它们做功本领从大到小排序，并说出如此排序的理由。（不需要计算） （2）简要阐述如何合理利用蒸汽。 （3）计算3#（序号见下表）饱和蒸汽的
序号 0 1 2 #3 4 ####Ex。
(4) 若将3#饱和蒸汽变成4#饱和水，环境温度为298K，请计算此过程所做的理想功。
水 P, MPa 0.1013 T,K S H (KJ/Kg.K ) (KJ/Kg ) 298 0.3674 104.9 453 573 573 573 6.582 7.13 5.787 3.2534 2776 3053 2783 1344 饱和蒸汽 1.013 过热蒸汽 1.013 饱和蒸汽 8.611 饱和水 8.611
难度： 易 分值：13
章节：第六章 蒸汽动力循环和制冷循环 知识点：制冷循环 备注：南工大试题 答案：
1、1） 如右图
2)m?Q0/q0?41800/(H1?H5)?41800/(1644?514.6)?37Kg/h3)PT?mWs?m(H2?H1)?37(1866?1644)?8214KJ/h?2.28KW4)??q0/Ws?(H1?H5)/(H2?H1)?(1644?514.6)/(1866?1644)?5.082 4
3 T 4’ 5 S 1
2. （13分）设有一制冷能力（冷冻量）为41800 kJ/h的氨冷冻循环装置，蒸发温度-15℃，冷凝温度25 ℃，过冷度为5℃ 。假设压缩机可逆绝热运行，膨胀为节流（等焓）过程。求： 1）在T-S图上表示此循环过程； 2）每小时制冷剂的循环量； 3）压缩机功耗； 4）循环制冷系数。（已知压缩机进出口处氨的焓分别为1644 kJ/kg，1866 kJ/kg，冷凝器出口过冷氨的焓是 514.6 kJ/kg.）
难度： 中 分值：12分
章节：第五章 化工过程的能量分析 知识点：平衡 备注：南工大试题
答案：解：
(1)按等熵s1=s2 蒸汽进1点出2点，x=(s2-s2f)/(s2g-s2f)=(7.155-1.404)/(7.252-1.404)=0.9834 H2=H2gx2+H2f(1-x2)=2689.1*0.9834+0.0166*456.3=2652kg/kJ WS=( H1- H2)=-(2975.4-2652)=-323.4kg/kJ 忽略动能变化，WS=323.4 kg/Kj
（2）B1=?H1-0+T?S1-0=（2975.4-84.98）-293*（7.155-0.2964）=2890.4-2009.6=880.8 kg/Kj B2=（2562-84.98）-293*（7.155-0.2964）=2567-2009.6=557.4
（3）ηB=∑B-/∑B+=（│Ws│+B2）/B1=（323.4+557.4）/880.8=100% 忽略动能变化 3.（12分）压力0.689Mpa, 温度260?C的过热蒸汽，以一定线速度进蒸汽动力装置透平作功，乏气为0.138MPa，设此为可逆绝热膨胀过程。求： （1）每kg蒸汽的轴功（不计动能变化）； （2）进、出蒸汽的火用（不计动能变化）； （3）火用 效率ηex
（设环境T=293K , P=0.1013Mpa,热损失可忽略） 有关数据 进透平蒸汽 出透平蒸汽 环境水
P T (bar) (k) 6.89 533 1.38 H (KJ/kg) 2975.4 84.98 S Hf (KJ/kg.k) (KJ/kg) 7.155 0.2964 456.3 Sf Hg (KJ/kg.k) (KJ/kg) 1.404 2689.1 Sg (KJ/kg.k) 7.252
难度： 易 分值：12分
章节：第六章 蒸汽动力循环和制冷循环 知识点：蒸汽动力循环 备注：南工大试题 答案：解：
6T5432100123456S
4.（12分）在T-S图上画出下列各过程所经历的途径（注明起点和方向），并说明过程特点：如ΔG=0
（1）饱和液体节流膨胀； （2）饱和蒸汽可逆绝热膨胀； （3）从临界点开始的等温压缩；
（4）过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体（压力变化可忽略）。
难度： 易 分值：20分
章节：第六章 蒸汽动力循环和制冷循环 知识点：制冷循环 备注：南工大试题 答案：
1） 如左图
2 2’ ?s?4 T 4’ 5 3 (H2?H1);(H2'?H1)H2'?H1?(H2?H1)/?s?1644?(1866?1644)/0.8?1921.5KJ/Kg2)m?Q0/q0?50000/(H1?H5)?50000/(1644?514.6)?44.27Kg/h3)PT?mWs?m(H2'?H1)?44.27(1921.5?1644)?12284.9KJ/h?3.41KW1 4)??q0/Ws?(H1?H5)/(H2'?H1)?(1644?514.6)/(1921.5?1644)?4.07S
5（20分）.设一制冷能力（冷冻量）为50000 kJ/h带节流阀的氨冷冻循环装置，蒸发温度-15?C，冷凝温度25?C ，过冷度为5?C 。假设压缩机绝热不可逆运行，其等熵效率为80%。求 （1）在T—S图上表示此循环过程；（5分） （2）每小时制冷剂的循环量（5分） （3）压缩机功耗；（5分） （4）循环制冷系数。（5分）
（已知压缩机进口处氨的焓为1644 kJ/kg，如果经可逆绝热压缩出口处 氨的焓为1866 kJ/kg，冷凝器出口过冷氨的焓是 514.6 kJ/kg.）
难度：易 分值：10
章节：第五章 化工过程的能量分析 知识点：功热转化 备注：南工大试题
答案：
解：按题意，稳流过程中Q=0，忽略动能和势能的影响，ΔH=-Ws 由热力学基本关系式可知，dH=TdS+VdP 对绝热可逆过程，即等熵过程，dS=0
?H?vdp??Ws,r，水可近似为不可压缩液体，
?Ws,r??V(P2?P?10?3?(1.0?0.1)?106??902.6J?kg?1 1)??1.0029实际功率 Ws?902.6?1504.3J?kg?1 0.66．用液体输送泵，将温度为25℃的水，从0.1Mpa加压到1.0Mpa，进入锅炉去产生蒸汽，假设加压过程是绝热的，泵的实际效率相当于绝热可逆过程效率的0.6，求需要的功为多少？ 难度：中 分值：12
章节：第五章 化工过程的能量分析 知识点：功热转化 备注：南工大试题 答案：
解：由空气的T—S图可查得0.6MPa下各温度状态的焓及熵值如下： -38℃（235K），H1=11620 J·mol-1 S1=104 J·mol-1·K-1
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