11章习题提示与答案

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1、习题提示与答案第十一章水蒸气及蒸汽动力循环11-1试根据水蒸气的h-s图，求出下述已知条件下各状态的其他状态参数p、v、t、h、s及x(或过热蒸汽的过热度D＝t－ts)。已知：(1)p＝0.5MPa、t＝500℃；(2)p＝0.3MPa、h＝2550kJ/kg；(3)t＝180℃、s＝6.0kJ/(kg·K)；(4)p＝0.01MPa、x＝0.90；(5)t＝400℃、D＝150℃。提示：水蒸气h-s图上，两个独立的状态参数可确定一个状态；饱和区内，p、T两个参数直接相关。3答案：h=3500kJ/kg，s=8.08kJ/(kg·k)，x=1，v=0

2、.72m/kg,D=448℃；（1）s=6.54kJ/(kg·k)，x=0.921，33t=134℃，v=.057m/kg；（2）h=2534kJ/kg,x=0.865，v=0.168m/kg；（3）h=2534kJ/kg，s=7.4kJ/(kg·k)，t=46℃；（4）h=3200kJ/kg，s=6.68kJ/(kg·k)，x=1，p=3.97MPa。11-2根据水蒸气表，说明下述已知条件下各状态的其他状态参数t、v、h及s。已知：(1)p＝0.3MPa、t＝300℃；(2)p＝0.5MPa、t＝155℃；(3)p＝0.3MPa、x＝0.92。提示

3、：参照习题11-1的提示；湿饱和蒸汽的状态与其干度有关。答案：（1）.008116m3kg3v=，h=2992.4kJkg，s=.65408kJkg⋅K；（2）v=.0001093525mkg，3h=656.525kJkg，s=.18865kJkg⋅K；（3）v=.055748m/kg；h=2552.372kJ/kg；s=6.5673kJ/(kg·k)11-3某锅炉每小时生产10t水蒸气，蒸汽的压力为1MPa、温度为350℃，锅炉给水的压力为1MPa、温度为40℃。已知锅炉效率即蒸汽所得热量占燃料发热量的比率为78%，煤的发热量为30000kJ/kg

4、，求每小时的耗煤量。提示：锅炉效率为蒸汽吸收的热量与燃料放热量之比，即ηB=BQ/Q'。蒸汽吸热量Q=qm,蒸汽(h2-h1)，煤炭放出的热量Q'=qm,煤HV。答案：qm,煤=1277.5kg/h。第十一章水蒸汽及蒸汽动力循环·54·11-4进入汽轮机的蒸汽的初参数为p＝3MPa、t＝450℃。绝热膨胀后乏汽的压力为p＝0.005MPa。112如果蒸汽流量为30t/h，试求汽轮机的功率。若汽轮机效率为85%，问汽轮机的实际功率为多少？这时乏汽的干度及熵有何变化？提示：汽轮机中蒸汽膨胀的理想过程为定熵膨胀过程；汽轮机效率为wh−hs21η==；T(w

5、)h−hss2s1汽轮机功率P=qmws，ws=Δh。设冷凝器出口工质为饱和水状态，则湿蒸汽焓值为h时，其干度为h−h′x=h′′−h′湿蒸汽压力确定时，其饱和状态点即确定；循环中，各特征点的状态参数可利用水蒸气h-s图确定。答案：P＝9875kW，P'＝8394kW；x＝0.836，x'＝0.908；Δs＝0.585kJ/(kg·K)。11-5一台功率为20000kW的汽轮机，其耗汽率为3.3kg/(kW·h)。已知乏汽的压力为p＝0.005MPa，2干度为0.9，乏汽在冷凝器中向冷却水放热而凝结为饱和水。冷却水的进水温度为10℃，出水温度为18℃

6、。设水的比热容为4.187kJ/(kg·K)，试求冷却水消耗量。q提示：耗汽率d为1kW·h功量所需的蒸汽量，即md=；冷却水吸热量Q'等于乏汽凝结时的放热量PQ，Q′=q′cpΔT，Q=xqmγ（式中，γ为水在乏汽压力下的汽化潜热）。m答案：4.3103kg/h。q′=×m11-6水蒸气的压力为1.6MPa，温度为400℃，现经一渐缩喷管流出而产生高速，喷管出口外背压为1.2MPa，试求喷管出口的蒸汽流速。若背压为1MPa，流速可达到多少？pppp提示：喷管出口流速(2)BcrBcrc=h−h；减缩喷管，当>时，出口压力p2为pB，当B

7、ppp0000时，出口压力p2为pcr。过程终态点，利用过程特性及相关状态参数由水蒸气h-s图确定。答案：c＝412.3m/s，c'＝583.1m/s。ff11-7已知朗肯循环的蒸汽初压p＝5MPa、初温t＝450℃，乏汽压力p＝0.005MPa。试求该循环加112热过程的平均加热温度及循环热效率。若把蒸汽初温提高到550℃，试求循环热效率。第十一章水蒸汽及蒸汽动力循环·55·提示：循环中，各特征点可依据过程特性及相关状态参数由水蒸气h-s图确定。朗肯循环，过程中冷q凝器出口工质为饱和水状态，考虑水泵的耗功。加热过程中工质的平均吸热温度：T=1，q=

8、Δh。m1s−s10答案：η=0.388，t＝227℃，η′=0.403。tm1t11-8已知朗肯循环的蒸汽