工程热力学课后题答案

由天下分享时间：2024/12/22 2:32:28 加入收藏我要投稿点赞

解Rg由

?R8.314??0.297?kJ?kg.K?? M28pV?mRgT

开始过程是定容过程，则 8.容积为V?0.6m3的空气瓶内装有压力p1?10MPa，温度为T1?300K的压缩空气，打开压缩空气瓶上的阀门

?0.287kj/(kg.K)。

用以启动柴油机。假定留在瓶中的空气进行的是绝热膨胀。设空气的比热容为定值，Rg （1）.问过一段时间后，瓶中空气从室内空气吸热，温度有逐渐升高，最后重新达到与室温相等，即又恢复到

300K，问这时空气瓶中压缩空气的压力p3为多大？

答案（1） T2 （2）

?271.1K,?m??15.6kg

p3?7.75MPa

9.是导出理想气体定值比热容的多变过程的初、终态熵变为解：主要步骤与公式

??cp?cV?Rg由 ???cpcV?k 得 cp?kRgk?1

10.压力为160kPa的1kg空气，450K定容冷却到300K，空气放出的热量全部被温度为17℃的大气环境所吸收。求空气所放出热量的饿有效能和传热过程、的有效能损失，并将有效能损失表示在T解

由于放出的热量全部被环境吸收，使热量有效能全部变成了无效能，故有效能损失有效能损失如图3-40的T?s图上。

?s图上阴影面积所示。

?1.3,耗功量为67.95kj/kg，求热量和热力学能变化。

11.空气进行可逆压缩的多变过程，多变指数n 答案 Q??16.95kJ,?U?50.85kJ

第六章水蒸气

1.湿饱和蒸汽，答案 tsp?0.9MPa,x?0.85，试由水蒸气表求t,h,v,s,和u。

?175.389?C,h?2468.99kJkg

2.过热蒸汽，

p?3.0MPa.t?425℃，根据水蒸气表求v,h,s,u和过热度D，再用h?s图求上述参数。

?0.103638m3kg,h?3286.7kJkg

答案查表：v 查图：v?0.105m3kg,h?3290kJkg

3.开水房用开水的蒸汽与t?20℃同压下的水混合，试问欲得5t的开水，需要多少蒸汽和水？

解设需蒸汽为mVkg，则水为mw由

?m?mV。

p?0.1MPa，查得h??417.52kJkg,h???2675.14kJkg

?20?C时，h2?83.96kJkg

t根据热力学第学一定律 4.已知水蒸气答案 vp?0.2MPa,h?1300kj/kg，试求其v,t,s。

?0.3158m3kg,t?120.30?C,s?3.5452kJ?kg.K?

5.1kg蒸汽，解 w?p1?2.0MPa,x1?0.95，定温膨胀至p2?0.1MPa，求终态v,h,s及过程中对外所做的功。

683.0?kJkg?

6.进汽轮机的蒸汽参数为

p1?3.0MPa,t1?435℃。若经可逆膨胀绝热至p2?.MPa，蒸汽流量为4.0kg/s，

求汽轮机的理想功率为多少千克：答案 P?4.66?103kW

7.一刚性容器的容积为0.3MPa，其中

15为饱和水，其余为饱和蒸汽，容器中初压为0.1MPa。欲使饱和水全部汽

化，问需要加入多少热量？终态压力为多少？若热源温度为500℃，试求不可逆温差传热的有效能损失。设环境温度为

27℃。

8.容积为0.36m的刚性容器中贮有t到压力表度数为50kPa。试求：

（1）.确定初始状态是什么状态？（2）.求水蒸气终态温度；

（3）.求过程放出的热量和放热过程的有效能损失。设环境温度为20℃，大气压力为0.1MPa。答案（1）过热蒸汽；

（2）t23?350℃的水蒸气，其压力表度数为100kPa。现容器对环境散热使压力下降

?145.8?C（此结果为利用教材《热工基础与应用》后附录A-7所得。利用较详细水蒸气热表或h?s?图答案应为191（3）QC）

??82.6kJ,I?35.8kJ（同上，Q??59.1kJ,I?27.2kJ）

9.气轮机的乏汽在真空度为96kPa干度为x?0.88的湿空气状态下进入冷凝器，被定压冷却凝结为饱和水。试计算乏

汽体积是饱和水体积的多少倍，以及1kg乏汽2在冷凝器中放出的热量。设大气压力为0.1MPa。

V1?3.05?104,q?2140kJkg 答案 V1?10.一刚性绝热容器内刚性各班将容器分为容积相同的

3A,B两部分。设A的容积为0.16m，内盛有压力为0.1MPa、

温度为300℃的水蒸气；B为真空。抽掉隔板后蒸汽蒸汽自由膨胀达到新的平衡态。试求终态水蒸气的压力、温度和自由膨胀引起的不可逆有效能损失。设环境温度为20℃，并假设该蒸汽的自由膨胀满足解（1）由

pV?常数。

p2V2?p1V1?常数

p2?p1V11?1.0??0.5?MPa? V22 得

（2）由由

p1?1.0MPa,t1?300?C，查得

p2?0.5MPa,v2?0.5161m3kg，查得

11.利用空气冷却蒸汽轮机乏汽的装置称为干式冷却器。瑞哦流经干式冷却器的空气入口温度为环境温度t1口温度为t2?20℃，出

?35℃。进入冷凝器的压力为7.0kPa，干度为0.8，出口为相同压力的饱和水。设乏汽流量为220t/h，

空气进出口压力不变，比热容为定值。试求：

（1）.流经干式冷却器的焓增量和熵增；

（2）.空气流经干式冷却器的熵变以及不可逆传热引起的熵产。

解（1）由对空气Rgp?7.0kPa,x?0.8查算得

?0.287kJ?kg.K?,cp?1.004kJ?kg.K?

根据热力学第一定律有（2）

??a?qm,acp?t2?t1??7.818?103?1.004??35?20??1.177?105?kW??Sa?39.18?kWK?

(3)

?SV??377.17?kWK??Sg?14.63?kWK?39.

p1?9.0MPa,t1?500℃的水蒸汽进入气轮机中作绝热膨胀，终压为p2?50kPa。汽轮机相对内效率

式中h2s——为定熵膨胀到p2时的焓。试求

（1）.每kg蒸汽所做的功；

（2）.由于不可逆引起熵产，并表示在T答案由由s2?s图上。

p1?9.0MPa,t1?500?C查得h1?3385kJkg,s1?6.656kJ?kg.K?

?s1?6.656kJ?kg.K?,p2?5.0kPa查得h2s?2030kJkg h1?h2h1?h2s

由?T?得h2?2220?kJkg?wsh?1165?kJkg?

（3）由

p2?5kPa,h2?2220kJkg查得

过程如图所示。第七章湿空气

1.设大气压力为0.1MPa，

温度为

25℃，相对湿度为

??55%，试用分析法求湿

焓，并查h?d图校核之。答案解析法

空气的露点温度、含湿量及比

td?14.8?C,d?0.011kgkg?a?,h?53.15kJkg?a?

查h?d图： 2.空气的参数为时空气温度为t3解由t1由d2pb?0.1MPa,t?20?C,?1?30%，在加热器中加热到85℃后送入烘箱取烘干物体/从烘箱出来

?35℃，试求从烘干物体中吸收1kg水分所消耗的赶空气质量和热量。

?20?C,?1?30%,查h?d图得

?d1,t2?85?C得

3.设大气压力为0.1MPa，温度为30℃，相对湿度为0.8。如果利用空气调节设备使温度降低到10℃去湿，然后再加热到20℃，试求所的空气的相对湿度。答案 ??53%

4.一房间内空气为0.1MPa，温度为5℃，相对湿度为80%。由于暖气加热使房间温度升至18℃。试求放暖气后房内空气的相对湿度。答案 ??32%

35.在容积为100m的封闭室内，空气的压力为0.1MPa，温度为25℃，露点温度为18℃，试求室内空气的含湿量，和相对湿度。若此时室内放置若干盛水的敞口容器，容器的加热装置使水能保持25℃定温蒸发至空气达到室温下饱和空气状态。试求达到饱和空气状态的空气含湿量和水的蒸发量。解（1）由t由td?25?C查得

?18?C查得pV?0.002064MPa

所以??65% ?100%

（2）?26.一股空气流压力为0.1MPa，温度为20℃，相对湿度为30%，流量为每分钟15m。另一股空气流压力也为

30.1MPa，温度为35℃，相对湿度为80%，流量为每分钟20m3。混合后压力仍为0.1MPa，试求混合后空气的

温度、相对湿度和含湿量。解：水蒸气的Rg,v由t1由t2?0.462?kJ?kg.K??

?20?C,?1?30%查得 ?35?C,?2?80%查得

?73.3kJkg?a?,d3?0.0181kgkg?a?查得

第八章气体和蒸汽的流动

由热力学第一定律由 h31.燃气经过燃气轮机中渐缩喷管绝热膨胀，流量为qm气在喷管出口的压力为

?0.6kg/s，燃气参数t1?600℃，压力p1?0.6MPa，燃

p2?0.4MPa，喷管进口流速及摩擦损失不计，试求燃气在喷管出口处的流速和出口截面积，

设燃气的热力性质与空气相同，取定值比热容。答案： c22.空气流经一出口截面积为