热工基础第二版（张学学著）高等教育出版社课后答 (10)

所以出口乏气的焓为：

h2?xh''?(1?x)h'?2195.02kJ/kg

根据稳定流动的过程方程，可得：

Ws?h1?h2?956.53kJ/kg

5－6 解：查表并插值得到：

P?4.5MPa,t?1000C,h1?422.95KJ/kg P?4.5MPa,t?4800C,h2?3399.40KJ/kg

吸热量为：

Q?G?h2?h1??20000??3399.4?422.95??5.9529?107KJ/h

需要媒量为：

QG?0.9?2.876t/h

230005－7 解：查表得到：

当饱和压力为P?1.5MPa时

h'?844.82KJ/kg，h''?2791.46KJ/kg

所以：

h?xh''?(1?x)h'?2694.13kJ/kg

查表得到：

当P2?0.005MPa时

s'?0.4761KJ/kg?Ks''?8.393KJ/kg?K

过热蒸汽在汽轮机中的理想绝热膨胀过程，熵不变，所以有：

s1?s2?xs''?(1?x)s'?7.601kJ/kg?K

查图得到：

kJ/kg?K时，h1?3390.2KJ/kg 当P?1.5MPa，s＝7.601 所以：

Q?h1?h?696.07kJ/kg

5—8 解：查表得到：

当饱和压力为P?0.4MPa时

h'?604.87KJ/kg，h''?2738.49KJ/kg

v1'?0.0010835m3/kg，v2'?0.46246m3/kg

所以：

v1?xv''?(1?x)v'?0.01954416m3/kg h1?xh''?(1?x)h'?690.215kJ/kg u1?h1?p1v1?682.4kJ/kg

41

加热后为P?1MPa的干饱和蒸汽

h2?h''?2777.0KJ/kg

v???0.19430m3/kg u2?h2?p2v2?2582.7kJ/kg

吸热过程为定容过程，所以吸热量为

Q?m?u2?u1??8250??2582.7?682.4??1.568?107kJ

所需时间为

t?5-9

Q?922min

17000解：p1?3.5MPa、t?430℃的蒸汽处于过热状态，k＝1.30由临界压力比可得：

Pcr?2????P1?k?1? 所以

kk?1?2????1.3?1??1.31.3?1?0.546

Pcr?0.546?3.5?1.911MPa?P2

查图表并插值得到：

h1?3291.73kJ/kgs1?6.94566kJ/kg.K理想绝热过程熵不变，所以有：

s2?s1?6.94566kJ/kg.K

查表可得：

h2?2958.65kJ/kg

所以出口速度为：

c?2?h1?h2??816.2m/s

5-10 解： 查表得到：

t?250C时，Ps?0.003174MPa

所以：

d?0.622?ps0.6?0.003174?0.622??0.012kg水蒸气/kg干空气

p??ps0.1?0.6?0.003174?5-11 解：由t1?10C，?＝0.25查表得到：

h1?15kJ/kg干空气，d1＝2g/kg干空气

加热过程比湿度不变，沿定d线到t2?50C，

?h2?56kJ/kg干空气，d2＝2g/kg干空气

在干燥器中经历的是绝热加湿过程，其焓值近似不变，沿定h线到t3?30?C，

h3?56kJ/kg干空气，d3＝10g/kg干空气

42

所以干空气的流量为

ma? 湿空气的流量为

1000?125kg

10?2mwet?ma?1?d??125?1?0.002??125.25kg

所消耗的热量为：

Q?ma?h2?h1??125?(56?15)?5125kJ

5-12 解：由tl?35oC,??0.8查表得到：

h1?110kJ/kg干空气 d1?29.5g/kg干空气

沿定d线到??1在沿定t2?10oC到得到

h2?27.6kJ/kg干空气 d2?7.8g/kg干空气

析出水量为：

?d?21.7g/kg干空气

沿定d线到t3?25oC得到

?3?10%

h3?30kJ/kg干空气

加热量为：

Q?(h3?h2)?2.4kJ/kg干空气

5-13 解：查表知tg?21C对应的饱和压力为Ps?1818.3Pa

tl?16oC对应的饱和压力为Ps'?2491.45Pa 所以??oPs?73% Ps'd2?17g/kg干空气

5-14 解：由t2?22oC,?2?1查表得到：

加入的水蒸气的量为：

m?0.7?(d2?d1)?11.9g

由d?0.622PqP?Pqd及Pq?2.65KPa得到：

P?Pq?5-15 解：查表知

0.622Pq0.622?2.65?103??2.65?10??0.99608?105Pa

0.0173t?8oC对应的饱和压力为Ps?1072.8Pa，d?6.65g/kg干空气

t?18C对应的饱和压力为Ps'?2064Pa 所以相对湿度为：

43

o??o

Ps?52% Ps' 加热到40C,绝对湿度不变d?6.65g/kg干空气，查表得到：

??8%

5-16 解: 由t1?250?C,P?2MPa查表得到:

h1?2897.8kJ/kg,??0.0152m3/kg,s1?6.603kJ/Kg?K 所以：

?0

当冷却到30C时,比容仍为??0.0152m3/kg,此时为湿蒸汽:

???'0.0152?0.00100412x???0.00043

?''??'32.899?0.00100412.35kJ/kg 查表得: h'?125.68kJ/kg,h''?2553m?V?4.3kg

h2?xh''?(1?x)h'?126.73kJ/kg s2?xs''?(1?x)s'?0.4366kJ/kg?K

总传热量为

Q?m?h1?h2??11915.6kJ

环境的熵变为:

?Se? 蒸汽熵变为:

Q11915.6??39.325kJ/K Te273?30?SV?m?s1?s2???26.52kJ/K

金属球的熵变为

?Ss?mcPln 总熵变为:

T2T4?4?????R3??r3?cPln2??3.048kJ/K T13T1?3??Stot??Se??SV??Ss?9.757kJ/K

第五章 思考题

12. 热水泵必须安装在热水容器下面距容器有一定高度的地方，而不能安装在热水容

器上面，为什么？ 答：保证其压力。

13. 锅炉产生的水蒸气在定温过程中是否满足q?w的关系？为什么？

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答：不对，因为水蒸气不能看作是理想气体，其内能不仅是温度的函数，还是压力的函数，故此定温过程内能是改变的，?U不等于0。

14. 有无0℃或低于0℃的蒸汽存在？有无低于0℃的水存在？为什么？

答：有0℃或低于0℃的蒸汽存在，只要压力足够低就可能，但是没有低于0℃的水存在，因为水的三相点温度为0.01℃，低于三相点温度，只可能是固态或是气态。

15. 25MPa的水，是否也象1MPa的水那样经历汽化过程？为什么？

答：不可以，因为水的临界点压力为22.12MPa，故此，当压力高于临界压力时，它的汽化不经过气液两相区，而是由液相连续的到达气相。

16. dh?cpdT适用于任何工质的定压过程。水蒸气定压汽化过程中dT = 0，由此得

出结论，水定压汽化时dh?cpdT?0，此结论是否正确？为什么？

答：不正确，因为定压汽化过程中发生了相变，上式只适用于不发生相变的过程。 17. 试解释湿空气、湿蒸汽、饱和湿空气。

答：湿空气：含水蒸汽的空气；

湿蒸汽：含有液态水的水蒸气；

饱和湿空气：相对湿度为100％的湿空气。

18. 对未饱和湿空气与饱和湿空气分别判断干球温度、湿球温度、露点温度三者的大

小。

答：未饱和湿空气：干球温度>湿球温度>露点温度 饱和湿空气： 干球温度>湿球温度＝露点温度

19. 在相同的温度及压力下，湿空气与干空气相比，那个密度大？

答：干空气的密度大。

20. 同一地区阴雨天的大气压力为什么比晴朗天气的大气压力低？

答：阴雨天相对湿度高，水蒸气分压力大。

21. 若两种湿空气的总压力和相对湿度相同，问：温度高的湿空气含湿量大还是温度

低的湿空气含湿量大？为什么？ 答：由d?0.6621P?1?Ps，在相同相对湿度的情况下，温度高，Ps大，所以，温度

高含湿量大。

22. 早晨有雾，为什么往往是好天气？

答：早晨有雾，说明湿空气中含有许多小水滴，湿空气为饱和湿空气，当温度逐渐上升后，小水滴逐渐汽化，所以往往是好天气。

习 题

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