工程热力学课后答案--华自强张忠进高青(第四版)第11章.pdf

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1、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的各状态的其它状态参数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℃。解查h-s图得3（１）h=3500kJ/kg，s=8.08kJ/(kg·k)，v=0.72m/kg,D=448℃；3（２）s=6.54kJ/(kg·k)，x=0.9

2、21，t=134℃，v=0.57m/kg；3（３）h=2520kJ/kg,x=0.865，v=0.168m/kg；（４）h=2534kJ/kg，s=7.4kJ/(kg·k)，t=46℃；（５）h=3200kJ/kg，s=6.68kJ/(kg·k)，x=1，p=4Mpa。11-2根据水蒸气表，说明下述已知条件下的各状态的其它状态参数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。解查水蒸汽表得（1）0.08116m3kgv=,h=2994.2kJk

3、g,s=6.5408kJkg⋅K；（2）0.001093525m3kgv=,h=656.525kJkg,s=1.8865kJkg⋅K;（3）t=133.54℃，v′=0.0010735m3/kg，0.60586m3/kg，sv′′′=h′=561.4kJ/kg,h′′=2725.5kJ/kgs′=1.6717kJ/(kg⋅K),s′′=6.993kJ/(kg⋅K)。所以v=v′+x(v′′−v′)=0.0010735+0.92×(0.605×86−0.0010735)3=0.55748m/kgh=h′+x(h′′−h1)=561.4

4、+0.92(272.5−561.4)=2552.372kJ/kgs=s′+x(s′′−s′)=1.6717+0.92(6.993−1.617)=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为占燃料发热量的比率为78%，煤的发热量为30000kJ/kg，求每小时的耗煤量。解由表查得h=168.3kJ/kg,h=3157.7kJ/kg，12生产10t水蒸气需吸热量104()Q=×h1−h2设每小时锅炉耗煤量为mk

5、g，共发热为Qˊ，煤的发热量为HVQ′=m⋅HV根据平衡，并考虑锅炉效率Q=Q′⋅ηB=m⋅HV⋅ηB4Q10×(3157.7−168.3)故m===1277.5kg/hηB⋅HV0.78×3×10411-4进入蒸汽轮机的蒸汽的初参数为p＝3MPa、t＝450℃。11绝热膨胀后乏汽的压力为p＝0.005MPa。如果蒸汽流量为30t/h，试求2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？解由p1=3MPa、t1=450℃查得h1=3345kJ/kg，由p2=0.005Mpa查得h2s=21

6、60kJ/kg330×10理率功率p=mws=m(h3−h2)=(3345−2160)=9875kW3600实际功率p′=p×η=9875×0.85=8393.75kW为求干度x2，必先求出h2，可由汽轮机效率求得h2h2=h1−(h1−h2)η=3345−0.85×1185=2337.75kJ/kg而由p2=0.005MPa查得hˊ=137.77kJ/kg，h″=2561.2kJ/kg故h2−h12337.75−137.770.908x2===h′′−h′2561.2−137.77由p1,t2查得s1=7.0847kJ/（kg·K

7、）=s2s由p2s,x2查得s2=7.67kJ/（kg·k）故熵的变化为Δs=s2—s2S=7.67-7.0847=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p2＝0.005MPa，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℃。设水的比热容为4.187kJ/(kg·K)，试求冷却水消耗量。解耗汽率d是指每作出1kWh的功量所需的蒸汽量qmqmd==NP所以每小时的蒸汽流量应为m=P·d由p1=0.00

8、5Mpa、ω=0.9查表得hˊ=137.77kJ/kg，h”=2561.2kJ/kg,汽化潜热r=2423.4kJ/kg乏汽凝结后放出热量为Q=qmrω而qmˊkg冷却水吸热为Qˊ=qmˊcp(t2—t1)根据热平衡方程两者应相等，即