...
7-1 当水的温度 t=80℃，压力分别为 0.01、0.05、0.1、0.5 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 0.047359MPa 。
因此在 0.01、0.05、0.1、0.5 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 2649.3kJ/kg，334.9 kJ/kg，335 kJ/kg，335.3 kJ/kg，335.7 kJ/kg。 7－2 已知湿蒸汽的压力 p=1MPa 干度 x=0.9。试分别用水蒸气表和 sx。
解：查表得： h``＝2777kJ/kg v``＝0.1943m3/kg
u``= h``－pv``=2582.7 kJ/kg s``=6.5847 kJ/(kg.K)
hx＝xh``+(1-x)h`=2575.6 kJ/kg vx＝xv``+(1-x)v`=0.1749 m3/kg ux＝xu``+(1-x)u`=2400 kJ/kg sx＝xs``+(1-x)s`=6.14 kJ/(kg.K)
7-3 在 V＝60L 的容器中装有湿饱和蒸汽，经测定其温度 mv=0.57kg，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``＝0.10422m3/kg h``＝2796.4kJ/kg 湿饱和蒸汽的质量： 解之得： x=0.53
比容： vx＝xv``+(1-x)v`=0.0558 m3/kg 焓：hx＝xh``+(1-x)h`=1904kJ/kg
7－4 将 2kg 水盛于容积为 0.2m3 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``＝2791.4kJ/kg
h`=852.4 kJ/kg
v``＝0.12714m3/kg v`＝0.0011565m3/kg 饱和压力 1.5551MPa。 刚性容器中水的比容： ＝0.1 m3/kg 压力是饱和压力 1.5551MPa。 干度：＝ 0.78 焓：hx＝xh``+(1-x)h`=2364.8kJ/kg 蒸汽的质量和体积： mv=x× m=0.78 × 2=1.56kg V= mv× v``＝0.19834m3 7-5 已知 8 m3 的湿蒸汽，在 p＝0.9 MPa 时，其湿度（ 1－x）＝0.65，求此湿蒸汽的质量与 h`=897.8 kJ/kg v`＝0.0011726 m3/kg t＝210℃，干饱和蒸汽的含量 h`=762.6 kJ/kg v`＝0.0011274 m3/kg u`＝h`－pv`=761.47 kJ/kg s`＝2.1382 kJ/(kg.K) h-s 图求出 hx，vx，ux， ... ... 焓。 解： p＝0.9 MPa 的饱和参数 h``＝2773kJ/kg h`=742.6 kJ/kg v``＝ 0.21484m3/kg v`＝0.0011213m3/kg 湿蒸汽的质量： 0.759 m3/kg ＝105.4kg 焓： h=mhx＝x(h``+(1-x)h`)=105.4×1453.24kJ =1.53×103 kJ 7-6 有一台采暖锅炉，每小时能生产压力 解： p＝1 MPa、x＝0.95 的比容 查表饱和参数 v``＝0.1943m3/kg 0.18464 m3/kg 蒸汽体积流量：＝ 0.077m3/s 输汽管的半径最小为＝ 内径： 0.0626m 7-7 某空调系统采用 p＝0.3 MPa、 x＝0.94 的湿蒸汽来加热空气。暖风机空气的流量为每小 。 时 4000 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 p＝0.3 MPa 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＝0.3 MPa 的饱和参数： h``＝2725.5kJ/kg h`=561.4 kJ/kg p＝0.3 MPa、x＝0.94 蒸汽的焓 hx＝ xh``+(1-x)h`=2595.7kJ/kg 需要蒸汽 304.28 kg /h 法二： 湿蒸汽中起加热作用的仅为干饱和蒸汽 ＝306.6 kg /h 7-8 气缸中盛有 0.5kg、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``＝ 0.89202m3/kg h``＝2706.6kJ/kg p1=0.19854MPa 容积： V=mv``=0.44601 m3 t＝80℃的饱和蒸汽参数 v`＝0. 0010292m3/kg h``＝2643.8kJ/kg 干度：＝ 0.26 焓： hx＝xh``+(1-x)h`=935.2kJ/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 A、B 两部分。 在 A 中盛有 1kg、压力 pA＝0.5 MPa 比容：＝ 0.89202 m3/kg v``＝3.4104m3/kg h`=334.92 kJ/kg p2=0.047359MPa 0.0313m v`＝ 0.0011274m3/kg p＝ 1 MPa（绝对）、x＝0.95 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？ ... ... 的干饱和蒸汽， B 中盛有 2kg pB＝1 MPa，x＝0.80 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 汽传给环境的热量。 解：（1）容器的总容积 pA＝0.5 MPa 的干饱和蒸汽参数 v``＝0.37481m3/kg h``＝2748.5kJ/kg uA＝2561.1kJ/kg A 占容积： VA=mAv``=0.37481 m3 pB＝1 MPa 的饱和蒸汽参数 v``＝0.1943m3/kg h``＝2777kJ/kg v`＝0.0011274m3/kg h`＝762.6kJ/kg p3＝0.7 MPa。求（ 1）容器的总容积及终了时蒸汽的干度； （2）由蒸 vB=xv``+(1-x)v`=0.155 m3/kg hB＝xh``+(1-x)h`=2374kJ/kg uB＝2219kJ/kg B 占容积： VA=mBv=0.31 m3 总容积 :V=VA+VB=0.685 m3 0.760MPa 的饱和蒸汽参数 v``＝0.27274m3/kg v`＝0.0011082m3/kg h``＝2762.9kJ/kg 蒸汽干度：＝ 0.84 （2）由蒸汽传给环境的热量 终了时的焓： hx＝xh``+(1-x)h`=2502kJ/kg ux＝2342.4kJ/kg ＝-193.7 kJ 7－10 将 1kgp1=0.6MPa，t1=200℃的蒸汽在定压条件下加热到 过程所作的功量。 解：查表 p1=0.6MPa，t1=200℃ h1=2850kJ/kg h2=3061kJ/kg v1=0.352 m3/kg （u1=2639 kJ/kg） 查表 p2=0.6MPa，t2=300 ℃ v2=0.4344 m3/kg s2=7.372 kJ/(kg.K) （u2=2801 kJ/kg） 查表 p3=0.1MPa，s=7.372 h3=2680kJ/kg 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 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 h1=3344kJ/kg 解：查表 p1=3MPa，t1=450℃的参数 s1=7.083 kJ/(kg.K) 0.25kJ/(kg.K)，则汽轮机作的功将为多少？ p2=5kPa后排入 （2）若蒸汽在汽轮机中 v3=1.706 m3/kg （u3=2509 kJ/kg） 定压过程加入的热量和内能变化量 t2=300℃，求此定压加热过程 p3=0.1MPa，求此膨胀 加入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 h`＝697.1kJ/kg 蒸汽比容： 0.228 m3/kg ... ... 则绝热膨胀到 p2=5kPa，s2=7.083 kJ/(kg.K) 时蒸汽的终参数 t2=32.88℃ 汽轮机所作的功 1184 kJ/kg （2）不可逆绝热膨胀后的熵为 s3=7.083 +0.25＝7.333kJ/(kg.K) 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 的温度 25℃；从锅筒引出的湿蒸汽的干度 p1=1.4MPa，t1=300℃的过热蒸汽 10t。已知给水 x＝0.96；湿蒸汽在过热蒸汽中再加热至 300℃； B＝1430kg/h ，求锅炉效率； （2）湿 h2=2160kJ/kg v2=23.52 m3/kg 煤的发热值为 29400kJ/kg。试求（ 1）若锅炉的耗煤量 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 42.042MkJ/h p1=1.4MPa，t1=300℃的过热蒸汽的参数： h1=3040kJ/kg v1＝0.1823m3/kg 取水为定值比热，其的焓值： 总吸热量： 29.36 MkJ/h 锅炉效率： 69.84％ （2）湿蒸汽的参数 v2＝0.136 m3/kg h2＝2708kJ/kg 定压过程吸收的热量 q=m(h1-hx)= 3.32MkJ 内能的变化 : =2.65MkJ 7-13 有一废热锅炉，进入该锅炉的烟气温度为 h0＝25× 4.1868＝104 kJ/kg 单位蒸汽吸热量： q=h1-h0=2936 kJ/kg 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=2676.3kJ/kg 20℃水的焓： h0=20*4.186=83.7 kJ/kg 水的吸热量： q1=200*(2676.3-83.7)=518520kJ/h 烟气的放热量： q=864200 kJ/h 烟气量： ＝2139kg/h =1.93m3/kg V=4128 m3/h 7-14 湿蒸汽进入干度计前的压力 试用焓熵图确定湿蒸汽的干度。 解：节流前后焓不变 查 h-s 图得： x=0.97 p1=1.5MPa，经节流后的压力 p2=0.2MPa，温度 t2=130℃。 ... ... ...
工程热力学课后作业答案（第七章）第五版
