t2＝25℃，?2＝70％ 查h-d图可得： h1=15.86 kJ/kg(a) d1=4.32g/kg(a) ， h2=60.63 kJ/kg(a) d2=13.93 g/kg(a)
求tc＝21℃，?c＝60％的水蒸气分压力 hc＝44.76 kJ/kg(a)，dc=9.3g/kg(a)，
ps1
＝2.485kPa，
pv1
＝1.49kPa，
ma?求干空气质量：
paV(101300?1490)?12000??RaT287?29414195kg/h
根据混合空气的焓和含湿量计算公式可得：
ma1?
6839 kg/h
ma2?7356 kg/h
h=27.7 kJ/kg(a)
根据d=d1=4.32 g/kg(a)查图得 t=17℃
8-10为满足某车间对空气温度及相对湿度的要求，需将t1＝10℃，?1＝30％的空气加热加湿后再送入车间，设加热后空气的温度t2＝21℃，处理空气的热湿比?＝3500。试求空气终了时的状态参数d2、h2、?2。
解：由t1＝10℃，?1＝30％，?＝3500查图得： h2＝56 kJ/kg(a)，d2=13.5g/kg(a)，?2＝85％
?2＝60％的湿空气若干8-11某空调系统每小时需要t2＝21℃，（其中干空气质量
ma?4500
kg/h）。现将室外温度t1＝35℃，?1＝70％的空气经处理后达到上述要求。（1）求在处理过程中所除去的水分及放热量；（2）如将35℃的纯干空气4500 kg冷却到21℃，应放出多少热量。设大气压力B＝101325Pa。 解：（1）查h-d图
t2＝21℃，?2＝60％
t1＝35℃，?1＝70％得
h1=99.78 h2=44.76
kJ/kg(a) kJ/kg(a)
d1=25.17 g/kg(a) d2=9.3 g/kg(a) =71.4 kg/h
处理过程除去的水分放热量：
mw?ma(d1?d2)q?ma(h1?h2)＝247.6 kJ/h
（2）将35℃的纯干空气4500 kg冷却到21℃，放出热量
q?macp(t1?t2)＝63630kJ
8－12已知湿空气的温度t＝18℃，露点td＝8℃,试求相对湿度、绝对湿度及含湿量。如将上述湿空气加热至40℃，其相对湿度、绝对湿度有何变化？如将其冷却至饱和状态，求其相对湿度与绝对湿度。当时大气压力为0.1013MPa。 解：(1)查图得：
?1?52％
＝65.08m3/kg
vs?v1??1??s?d1?622?1vs＝0.008kg/m3
pv1?B?pv16.7g/kg(a)
(2) 相对湿度?2=14％
vs ＝19.5m3/kg
?v2??2??s?绝对湿度饱和温度为8℃
?2vs＝0.0072kg/m3
(3) 冷却至饱和状态?3=100％
vs ＝120.9m3/kg
绝对湿度
?s＝0.00827kg/m3
8-13冷却塔中水的温度由38℃被冷却至23℃，水流量100×103kg/h。从塔底进入的湿空气参数为温度15℃，相对湿度50％,塔顶排出的是温度为30℃的饱和空气。求需要送入冷却塔的湿空气质量流量和蒸发的水量。若欲将热水（38℃）冷却到进口空气的湿球温度，其他参数不变，则送入的湿空气质量流量又为多少？设大气压力B＝101325Pa。 解：查h-d图
t1＝15℃，?1＝50％ t2＝30℃，?2＝100％得
h1=28.45
kJ/kg(a)
d1=5.28 g/kg(a)
h2=99.75kJ/kg(a)
d2=27.2 g/kg(a)
由t3＝38℃和t4＝23℃，取水的平均定压比热水的焓值：
cpm
＝4.1868kJ/(kg.K)
hw3hw4＝159.1 kJ/kg ＝96.3 kJ/kg
干空气的质量：
ma?mw3(hw3?hw4)(h2?h1)?hw4(d2?d1)?10?3＝90.7×103kg(a)/h
送入湿空气的质量
m?ma(1?0.001d1)蒸发的水量
＝91.2×103kg/h
mw?ma(d2?d1)?10?3＝1988 kg/h
（2）查图湿球温度为9.7℃，
hw4
＝40.6kJ/kg
ma?mw3(hw3?hw4)(h2?h1)?hw4(d2?d1)?10?3＝168.3×103kg(a)/h
送入湿空气的质量
m?ma(1?0.001d1)
＝169.2×103kg/h
8－14某厂房产生余热16500kJ/h，热湿比?＝7000。为保持室内温度t2＝27℃及相对湿度
?2＝40％的要求，向厂房送入湿空气的温度t1＝19℃，求每小时的送风量为多少千克及厂
房的产湿量。大气压力B＝101325Pa。
?d?解：厂房的余湿：
1000?h??1000?165007000＝2.357kg/h
查图得h2=49.84 kJ/kg ,h1=35 kJ/kg，d1=6.3 g/kg(a)
送干空气量送风量
ma?Q?h2?h11112 kg/h
＝1.12×103kg/h
m?ma(1?0.001d1)第九章 气体和蒸汽的流动
9-1压力为0.1MPa，温度为20℃的空气，分别以100、300、500及1000m/s的速度流动，当被可逆绝热滞止后，问滞止温度及滞止压力各多少？ 解：h1=
cpT1=1.01×293=296kJ/kg
c2h0=h1+2
当c=100m/s时：
h0=301 kJ/kg，T0＝当c=300m/s时：
h0cpTp0?p1(0)k?1T1＝298K，＝0.106 MPa
kh0=341 kJ/kg，T0＝337.6K，p0= 0.158MPa 当c=500m/s时：
h0=421 kJ/kg，T0＝416.8K，p0= 0.33MPa 当c=1000m/s时：
h0=796 kJ/kg，T0＝788.1K，p0= 0.308MPa
??1kg/s的空气在喷管内作定熵流动，9-2质量流量m在截面1-1处测得参数值p1= 0.3MPa，
t1＝200℃，c1=20m/s。在截面2-2处测得参数值p2＝0.2MPa。求2-2截面处的喷管截面积。 解：
pc??p1?0.528?0.3?0.1584>0.2 MPa
采用渐缩喷管。 c1=20m/s较小忽略。 因此2-2截面处是临界点
p2T2?T1()p1v2?c2?f2?
k?1k?421K
RT2?P20.6m3/kg
2kRT1p2[1?()k?1p1k?1k]?323m/s
v2?m?c20.00185m3
9-3渐缩喷管进口空气的压力p1= 2.53MPa，t1＝80℃，c1=50m/s。喷管背压pb= 1.5MPa。求喷管出口的气流速度c2，状态参数v2、t2。如喷管出口截面积f2=1cm2，求质量流量。 解:
pc??p1?0.528?2.53=1.33<1.5 MPa
没有到临界。 滞止温度：
c12T0?T1?2cp＝354.24K
kT0p0?p1()k?1T1滞止压力：＝2.56 MPa
c2?2kRT0p2[1?()k?1p0k?1kk?1k]?317.5 m/s
p2T2?T1()p1v2?＝304K
RT2?P20.058 m3/kg f2c2m??v20.55 m3/s
9-4如上题喷管背压pb= 0.1MPa。求喷管出口的气流速度及质量流量？
解：
pc??p1?0.528?2.53=1.33 MPa >pb
所以渐缩喷管进口截面压力p2＝pc＝1.33 MPa 由定熵过程方程可得：（按c1＝0处理）
p2T2?T1()p1k?1k＝294K
c2＝a＝KRT2＝344 m/s
v2?RT2?P20.0634 m3/kg f2c2m??v20.543 m3/s
9-5空气流经喷管作定熵流动，已知进口截面上空气参数p1= 0.7MPa，t1＝947℃，c1=0m/s。
??0.5kg/s。试选择喷喷管出口处的压力p2分别为0.5 MPa及0.12 MPa，质量流量均为m管类型，计算喷管出口截面处的流速及出口截面积。 解：（1）p2＝0.5MPa
pc??p1?0.528?0.7=0.37 MPa 未到临界，选用渐缩喷管。 p2T2?T1()p1c2?k?1k＝1108K 2kR[T1?T2]?k?1474 m/s RT2v2??P20.636 m3/kg f2?v2?m?c26.7cm2 （2）p2＝0.12MPa pc??p1?0.528?选缩放喷管。 0.7=0.37 MPa>pb p2T2?T1()p1c2?k?1k＝737K 2kR[T1?T2]?k?1985 m/s RT2v2??P21.76 m3/kg
工程热力学第五版课后习题答案
