7-1 当水的温度 t=80 ℃，压力分别为、 、、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。
因此在、、、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 kg ，
kJ/kg ， 335 kJ/kg ， kJ/kg ， kJ/kg 。
7－2 已知湿蒸汽的压力 p=1MPa干度 x=。试分别用水蒸气表和 h-s 图求出 hx，vx ，ux，sx。
解：查表得： h`` ＝ 2777kJ/kg
v`` ＝ kg
u``= h`` － pv``= kJ/kg
s``= kJ/ hx＝ xh``+(1-x)h`= kJ/kg
h`= kJ/kg v` ＝ m3/kg
u` ＝ h` －pv`= kJ/kg
s` ＝ kJ/
vx ＝ xv``+(1-x)v`= m3/kg ux＝ xu``+(1-x)u`=2400 kJ/kg sx ＝ xs``+(1-x)s`= kJ/
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 mv=，
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`` ＝ kg
h`` ＝ kg h`= kJ/kg 湿饱和蒸汽的
v` ＝ m3/kg
质量： 解之得：
x=
比容： vx ＝xv``+（1-x）v`= m3/kg 焓： hx＝ xh``+（1-x）h`=1904kJ/kg
7－ 4 将 2kg 水盛于容积为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。 解：（ 1）查 200℃的饱和参数
h`` ＝ kg h`= kJ/kg v`` ＝ kg v` ＝ kg
饱和压力。
刚性容器中水的比容： ＝ m3/kg 因此是湿蒸汽。 压力是饱和压力。 干度：＝ 焓： hx＝ xh``+（1-x）h`=kg 蒸汽的质量和体积： mv=x×m=×2= V= mv× v`` ＝ 7-5 已知 8 m3的湿蒸汽，在 p＝ MPa时，其湿度（ 1－ x）＝，求此湿蒸汽的质量与焓。 解： p ＝ MPa 的饱和参数 h`` ＝2773kJ/kg h`= kJ/kg v`` ＝ kg v` ＝ kg 湿蒸汽的质量： m3/kg 焓： h=mhx＝ x(h``+(1-x)h`)= × = ×103 kJ 7-6 有一台采暖锅炉，每小时能生产压力 p＝1 MPa(绝对)、x＝的蒸汽 1500kg。当蒸汽的 流速 c≮ 25m/s 时，管道中的压力损失可以不计，求输汽管的内径最小应多大？ 解： p＝1 MPa、 x＝的比容 查表饱和参数 v`` ＝kg v` ＝ kg m3/kg 蒸汽体积流量： ＝ s 输汽管的半径最小为 ＝ 内径： 7-7 某空调系统采用 p＝ MPa、 x＝的湿蒸汽来加热空气。暖风机空气的流量为每小时 4000 p＝ MPa 标准 m3，空气通过暖风机 (从 0℃)被加热到 120℃。设蒸汽流过暖风机后全部变为 的凝结水。求每小时需要多少千克蒸汽(视空气的比热为定值) 。 解：空气吸收的热量： ＝619000kJ/h p＝ MPa 的饱和参数： h`` ＝ kg 饱和蒸汽 ＝ kg /h h`= kJ/kg p＝ MPa、 x＝蒸汽的焓 hx＝ xh``+(1-x)h`=kg 需要蒸汽 kg /h 法二： 湿蒸汽中起加热作用的仅为干 7-8 气缸中盛有、 t ＝ 120℃的干饱和蒸汽， 在定容下冷却至 80℃。求此冷却过程中蒸汽放出 的 热量。 解： t ＝120℃的干饱和蒸汽参数： v`` ＝ kg h`` ＝ kg p1= 容积： V=mv``= m3 t ＝ 80 ℃的饱和蒸汽参数 v`＝0. 0010292m3/kg v`` ＝kg h`` ＝ kg h`= kJ/kg p2= A、B 两部分。在 A 中盛有 1kg 、压力 pA＝ MPa 比容：＝ m3/kg 干度：＝ 焓： hx＝ xh``+(1-x)h`=kg 放出的热量： q=m(h``120-hx-vx(p2-p1))=817 kJ 7－ 9 有一刚性容器，用一薄板将它分隔为 的干饱和蒸汽， B中盛有 2kg pB＝1 MPa，x＝的湿蒸汽。当隔板抽去后，经过一段时间容器 中的压力稳定在 p3＝ MPa。求( 1)容器的总容积及终了时蒸汽的干度； ( 2)由蒸汽传给环 境的热量。 解：(1)容器的总容积 pA＝ MPa 的干饱和蒸汽参数 v`` ＝ kg h`` ＝ kg uA＝ kg A 占容积： VA=mAv``= m3 pB＝1 MPa的饱和蒸汽参数 v`` ＝ kg v` ＝ kg h`` ＝2777kJ/kg h` ＝kg vB=xv``+(1-x)v`= m3/kg hB＝ xh``+(1-x)h`=2374kJ/kg uB＝ 2219kJ/kg B 占容积： VA=mBv= m3 总容积 :V=VA+VB= m3 的饱和蒸汽参数 v`` ＝ kg v` ＝ kg h`` ＝kg h` ＝ kg 蒸汽比容： m3/kg 蒸汽干度：＝ (2)由蒸汽传给环境的热量 终了时的焓： hx＝ xh``+(1-x)h`=2502kJ/kg ux＝ kg ＝ kJ 7－10 将 1kgp1=，t1=200 ℃的蒸汽在定压条件下加热到 t2=300 ℃，求此定压加热过程加入 p3=，求此膨胀过程所作的 的热量和内能的变化量。若将此蒸汽再送入某容器中绝热膨胀至 功量。 解：查表 p1=，t1=200 ℃ h1=2850kJ/kg v1= m3/kg (u1=2639 kJ/kg ) 查表 p2=，t2=300 ℃ h2=3061kJ/kg v2= m3/kg s2= kJ/ (u2=2801 kJ/kg ) 查表 p3=， s= h3=2680kJ/kg v3= m3/kg (u3=2509 kJ/kg ) 定压过程加入的热量和内能变化量 q=h2-h1=211kJ/kg =162 kJ/kg 绝热膨胀过程所作的功量 ＝292 kJ/kg 7-11 汽轮机进汽参数为： p1=3MPa，t1=450 ℃，蒸汽在汽轮机中绝热膨胀到 p2=5kPa 后排入 冷凝 器。求：( 1)可逆绝热膨胀时蒸汽的终参数及汽轮机所作的功； 为不可逆绝热膨胀，引起的熵产为，则汽轮机作的功将为多少？ 解：查表 p1=3MPa， t1=450 ℃的参数 h1=3344kJ/kg s1= kJ/ 则绝热膨胀到 p2=5kPa， s2= kJ/ 时蒸汽的终参数 t2=℃ h2=2160kJ/kg v2= m3/kg (2)若蒸汽在汽轮机中 汽轮机所作的功 1184 kJ/kg （2）不可逆绝热膨胀后的熵为 s3= + ＝ p3=5kPa 蒸汽的终参数： h3=2236kJ/kg 汽轮机所作的功 1108 kJ/kg 7-12 有一台工业锅炉，每小时能生产压力 p1=，t1=300 ℃的过热蒸汽 10t 。已知给水的温度 25℃；从锅筒引出的湿蒸汽的干度 x＝；湿蒸汽在过热蒸汽中再加热至 300℃；煤的发热值 为 29400kJ/kg 。试求（ 1）若锅炉的耗煤量 B＝1430kg/h ，求锅炉效率； （ 2）湿蒸汽在过热 器中所吸收的热量及内能的变化量。 解：（ 1）煤的总发热量 h p1=， t1=300 ℃的过热蒸汽的参数： h1=3040kJ/kg v1＝ kg 取水为定值比热，其的焓值： h0＝ 25×＝ 104 kJ/kg 单位蒸汽吸热量： q=h1-h0=2936 kJ/kg 总吸热量： MkJ/h 锅炉效率：％ （2）湿蒸汽的参数 v2＝ m3/kg h2＝ 2708kJ/kg 定压过程吸收的热量 q=m（h1-hx）= 内能的变化 : 7-13 有一废热锅炉，进入该锅炉的烟气温度为 ty1=600 ℃排烟温度为 ty2=200 ℃。此锅炉每 小时 可产生 ts=100 ℃的干饱和蒸汽 200kg ，锅炉进水温度为 20℃，锅炉效率为 60％。（1） 求每小时通过的烟气量； （2）试将锅炉中烟气的放热过程与蒸汽的吸热过程定性的表示在同 一 t-s 图上。 解： ts=100 ℃的干饱和蒸汽的焓： h=kg 20℃水的焓： h0=20*= kJ/kg 水的吸热量： q1=200* 烟气的放热量：
工程热力学课后作业答案第五版
