化工热力学习题课67章解答

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1、第五、六章习题解答一、填空1.稳流系统的热力学第一定律的表达式为△/z+gAz+f△/=g+w$2.流体经节流膨胀过程时，恰变AH=0,AP<0,AS>0；流体经做外功的绝热可逆膨胀过程时，焙变<0,AP<0,AS二0o3.稳流体系爛平衡方程式为jout（加心）-ASriin4.流体流经压缩机或膨胀机时，忽略动、位能变化的热力学第一定律可简化为=Q+流体流经换热器设备吋，忽略动、位能变化的热力学第一定律可简化为△H=Q。5.在所有的热机屮，卡诺热机的效率最大。6.等爛效率是指：膨胀作功过程，不可逆绝热过程的作功量与可逆绝热过程的作功量Z比.7•可以采用回热循环和再热循环对Rankine

2、循环进行改进.8.Joule-Thomson效应系数“丿>0,说明节流后温度降低・9.相同条件下，做外功的绝热膨胀比节流膨胀的降温程度大・。（大、小或相等）10.吸收式制冷是消耗热能的制冷循环。11.在0.0080MPa吋，干度为0.7的水蒸气的悄值是一5.9385KJ/Kg・K。（已知饱和水的爛值是0.5925KJ/Kg.K,饱和蒸汽的爛值是8.2296KJ/Kg.K）二、判断1.理想功就是可逆功。（X）2.功可以全部转化为热，热不能自发的全部转化为功。（V）3.理想气体的Joule-Thomson效应系数"丿>0.（X）4.等爛膨胀效应系数总是大于零.（V）5.气体进行等爛膨胀时，

3、对外作功，膨胀后气体的温度总是下降，产生冷效应.1.蒸汽动力循环的热效率越高，做功越大。（V）2.制冷循环来的制冷效能系数越大，耗功越少。（V）3.爛产生永远不会小于零。（V）三、1.在T-S图上用带箭头的线表示物质从几Pi经过仃）绝热可逆膨胀（2）绝热不可逆膨胀过程到P2的过程。Pl1・2过程：绝热可逆膨胀1・2,过程：绝热不可逆膨胀2.在T-S图上用带箭头的线表示实际Rankine循环的各过程，并写出每一过程的热力学第一定律简化式。4—1:锅炉中恒压吸热：q()二A/?=]-/?41-*2':汽轮机中等爛膨胀：ws=A/?=©-h、2J3：冷凝器中等压等温冷凝放热：q2=h=h

4、,-的3—4：在水泵中等爛压缩：wp=A/?=/?4-hy实际Rankine循环的T—S图四、计算1(6-27).2MPa>700°C的水蒸气供给一个透平机，排出的水蒸气的压力为0.6MPa。(a)在透平机屮进行绝热可逆膨胀，求过程理想功和损失功。(b)如果等爛效率为0.88,求过程的理想功、损失功和热力学效率。热力学参数如下：压力/MPa温度/°CH/kj-kg1S/kJ-kg1.^127003858.47.07570.62904」7.07570.63081.67.2946解：(1)理想功比.〃=H-T{}S=H=-954.3kJ-kg1过程可逆，所以损失功WL=0(2)绝热可

5、逆膨胀为等爛过程52=^=7.0757kJkg-^k-'绝热可逆膨胀过程做功：叱出=h=何•-h=2904.1-3858.4=-954.3R•kg」等爛效率为0.88吋，实际做功=0.8x(-9543)=-839.8kJ-kg1对于该绝热过程他f+w$=3858.4-839.8=3081.6H-kg由表中数据査得不对逆绝热过程的出口=7.2946kJ-kg^-k-1设环境温度为298K,Wid=AH-TQS=(免一础一298(7.2946-7.0757)=-905kJ-kg"损失功叱=Ws.-比=-839.8+905=65.2kJ-kgd热力学效率久=翌=邑竺=0.928"%905

6、2(6・29).为远程输送天然气，采用压缩液化法。若天然气按甲烷计算，将1畑天然气自0.09807MPa>27°C绝热压缩到6.669MPaJt*经冷凝器冷却至27°C。已知压缩机实际的功耗为1021kJ-kg1,冷却水温为27°CO试求冷凝器应移走的热量，压缩、液化过程的理想功、损耗功与热力学效率。已知甲烷的焙和爛值如下：压力(MPa)温度(°C)/7(kJkg-*)$(kJ・kg1-AT'1)0.0980727953」7.0676.66727886.24.717解：甲烷：人=0.09807呦“.t}~2TCR-6.669Mp“t.^=?>t.~2TC已知:叱=1021kJ・kg"%

7、=2TC求：e2=?压缩.汽化过程比〃=?wL=?久=?解：压缩过程：%=953.1kJ-kg1®=7.067kJ-kg1-K1h2=886.2kJ-kg152=4.717kJ-kg1-K1Wid=AH-TQS=(886.2-953.1)-300(4.717-7.067)=638.1kJ-kg1H=Q+WsQ=0、H=886.2-953.1=-66.9kJ-kg1Q=H-Ws=-66.9-1021=-1087.9kJ-kg'1WL=WS-