1、12-2.已知 的 M28，求（1） 的气体常数；2N2N（2）标准状态下 的比容和密度；（3）， 时的摩尔容积 。Pap.050tMv解：（1） 的气体常数2N296.98340MR)/(KkgJ（2）标准状态下 的比容和密度20.8103579.6pTvkgm/3 1.25/kg（3） ， 时的摩尔容积MPa.tv 64.27pTR0kmol/32-3把 CO2 压送到容积 3m3 的储气罐里，起始表压力 kPa，终了表压力01gMpa，温度由 t145 增加到3.2pt270。试求被压入的 CO2 的质量。当地大气压 B101.325 kPa。解：热力系：储气罐。应用理想气体状态方程。压
2、送前储气罐中 CO2 的质量1RTvpm压送后储气罐中 CO2 的质量2根据题意容积体积不变；R188.9（1）Bpg1（2）2（3）7tT（4）压入的 CO2 的质量（5）)1(1TpRvm将（1） 、(2)、(3)、(4)代入（5）式得m=12.02kg2-5 当外界为标准状态时，一鼓风机每小时可送300 m3 的空气，如外界的温度增高到 27，大气压降低到 99.3kPa，而鼓风机每小时的送风量仍为300 m3，问鼓风机送风量的质量改变多少？解：同上题 10)2735.0.9(283)1(21 TpRv41.97kg2-6 空气压缩机每分钟自外界吸入温度为 15、压力为 0.1MPa 的
3、空气 3 m3，充入容积 8.5 m3 的储气罐内。设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问在多长时间内空气压缩机才能将气罐的表压力提高到 0.7MPa？设充气过程中气罐内温度不变。解：热力系：储气罐。使用理想气体状态方程。第一种解法：首先求终态时需要充入的空气质量kg2875.102RTvpm压缩机每分钟充入空气量kg35v所需时间19.83minmt2第二种解法将空气充入储气罐中，实际上就是等温情况下把初压为 0.1MPa 一定量的空气压缩为 0.7MPa 的空气；或者说 0.7MPa、8.5 m3 的空气在 0.1MPa 下占2体积为多少的问题。根据等温状态方程 constpv0.7MPa
4、、8.5 m 3 的空气在 0.1MPa 下占体积为m35.91.08721PV压缩机每分钟可以压缩 0.1MPa 的空气 3 m3 ，则要压缩 59.5 m3 的空气需要的时间19.83min5.928 在一直径为 400mm 的活塞上置有质量为3000kg 的物体，气缸中空气的温度为 18，质量为 2.12kg。加热后其容积增大为原来的两倍。大气压力 B101kPa，问：（1）气缸中空气的终温是多少？（2）终态的比容是多少？（3）初态和终态的密度各是多少？解：热力系：气缸和活塞构成的区间。使用理想气体状态方程。（1）空气终态温度582K2TV（2）空气的初容积p=30009.8/(r 2)
5、+101000=335.7kPa0.527 m3pR1空气的终态比容0.5 m 3/kgVv2或者0.5 m3/kgpRT（3）初态密度4 kg /m 3527.01V2 kg /m3v2-9 解：（1）氮气质量7.69kg308.2965.17RTpv（2）熔化温度361K76v214 如果忽略空气中的稀有气体，则可以认为其质量成分为 ，%2.3go。试求空气的折合分子量、气体8.762N常数、容积成分及在标准状态下的比容和密度。解：折合分子量28.862876.03.11iMg气体常数28886.2140R)/(KkgJ容积成分20.92/22Mogro120.979.12N标准状态下的比
6、容和密度1.288 kg /m 34.86. 0.776 m3/kg1v2-15 已知天然气的容积成分 ，%974CHr， ，%6.02HCr18.03Cr， ，18.4 2.O。试求：2Nr（1） 天然气在标准状态下的密度；3（2） 各组成气体在标准状态下的分压力。解：（1）密度 10/)283.42.0581.48.036.197( iMr16.48 30 /.0428.6. mkg（2）各组成气体在标准状态下分压力因为： pri98.285kPa325.10*%974CH同理其他成分分压力分别为：（略）31 安静状态下的人对环境的散热量大约为400KJ/h，假设能容纳 2000 人的大礼
7、堂的通风系统坏了：（1）在通风系统出现故障后的最初 20min内礼堂中的空气内能增加多少？（2）把礼堂空气和所有的人考虑为一个系统，假设对外界没有传热，系统内能变化多少？如何解释空气温度的升高。解：（1）热力系：礼堂中的空气。闭口系统根据闭口系统能量方程 WUQ因为没有作功故 W=0；热量来源于人体散热；内能的增加等于人体散热。2.6710 5kJ60/240（1）热力系：礼堂中的空气和人。闭口系统根据闭口系统能量方程 WUQ因为没有作功故 W=0；对整个礼堂的空气和人来说没有外来热量，所以内能的增加为 0。空气温度的升高是人体的散热量由空气吸收，导致的空气内能增加。35，有一闭口系统，从状态
8、 1 经 a 变化到状态2，如图，又从状态 2 经 b 回到状态 1；再从状态1 经过 c 变化到状态 2。在这个过程中，热量和功的某些值已知，如表，试确定未知量。过程 热量 Q（kJ） 膨胀功 W（kJ ）1-a-2 10 x12-b-1 -7 -41-c-2 x2 2解：闭口系统。使用闭口系统能量方程(1)对 1-a-2 和 2-b-1 组成一个闭口循环，有WQ即 10（7）x1+ （4）x1=7 kJ(2)对 1-c-2 和 2-b-1 也组成一个闭口循环x2（7）2+ （4）x2=5 kJ(3)对过程 2-b-1，根据 WUQ3 kJ)4(7U3-6 一闭口系统经历了一个由四个过程组成
9、的循环，试填充表中所缺数据。过程 Q（kJ ） W（ kJ） E（kJ ）12 1100 0 110023 0 100 -10034 -950 0 -95045 0 50 -50解：同上题43-7 解：热力系：1.5kg 质量气体闭口系统，状态方程： bavp)851.()852.1(5U90kJ由状态方程得1000a*0.2+b200=a*1.2+b解上两式得：a=-800b=1160则功量为 2.10221 6)80(5 vpdvW900kJ过程中传热量990 kJUQ38 容积由隔板分成两部分，左边盛有压力为600kPa，温度为 27的空气，右边为真空，容积为左边 5 倍。将隔板抽出后，
10、空气迅速膨胀充满整个容器。试求容器内最终压力和温度。设膨胀是在绝热下进行的。解：热力系：左边的空气系统：整个容器为闭口系统过程特征：绝热，自由膨胀根据闭口系统能量方程 WUQ绝热 0自由膨胀 W0因此 U=0对空气可以看作理想气体，其内能是温度的单值函数，得 KTTmcv 30120)12(根据理想气体状态方程100kPa6pVRp3-9 一个储气罐从压缩空气总管充气，总管内压缩空气参数恒定，为 500 kPa，25。充气开始时，罐内空气参数为 100 kPa，25。求充气终了时罐内空气的温度。设充气过程是在绝热条件下进行的。解：开口系统特征：绝热充气过程工质：空气（理想气体）根据开口系统能量
11、方程，忽略动能和未能，同时没有轴功，没有热量传递。 dEhm00没有流出工质 m2=0dE=dU=(mu)cv2-(mu)cv1终态工质为流入的工质和原有工质和 m0= mcv2-mcv1mcv2 ucv2- mcv1ucv1=m0h0 (1)h0=cpT0ucv2=cvT2ucv1=cvT1mcv1= 1RTVmcv2 = 2p代入上式(1)整理得=398.3K21)0(1pTkT310 供暖用风机连同加热器，把温度为的冷空气加热到温度为 ，01t 50t然后送入建筑物的风道内，送风量为 0.56kg/s，风机轴上的输入功率为 1kW，设整个装置与外界绝热。试计算：（1）风机出口处空气温度；
12、（2）空气在加热器中的吸热量；（3）若加热器中有阻力，空气通过它时产生不可逆的摩擦扰动并带来压力降，以上计算结果是否正确？解：开口稳态稳流系统（1）风机入口为 0则出口为 3106.50CpmQTCpm1.7878.12tt5空气在加热器中的吸热量 )78.1250(6.150TCpmQ138.84kW(3)若加热有阻力，结果 1 仍正确；但在加热器中的吸热量减少。加热器中，)1(22vPuvuhp2 减小故吸热减小。311 一只 0.06m3 的罐，与温度为 27、压力为 7MPa 的压缩空气干管相连接，当阀门打开，空气流进罐内，压力达到 5MPa 时，把阀门关闭。这一过程进行很迅速，可认为
13、绝热。储罐的阀门关闭后放置较长时间，最后罐内温度回复到室温。问储罐内最后压力是多少？解：热力系：充入罐内的气体由于对真空罐充气时，是焓变内能的过程 muhKkTcvp 4203.10罐内温度回复到室温过程是定容过程3.57MPa54202P312 压力为 1MPa 和温度为 200的空气在一主管道中稳定流动。现以一绝热容器用带阀门的管道与它相连，慢慢开启阀门使空气从主管道流入容器。设（1）容器开始时是真空的；（2）容器装有一个用弹簧控制的活塞，活塞的位移与施加在活塞上的压力成正比，而活塞上面的空间是真空，假定弹簧的最初长度是自由长度；（3）容器装在一个活塞，其上有重物，需要 1MPa 的压力举
14、起它。求每种情况下容器内空气的最终温度？解:（1）同上题662K=389473.0kT（2） wuhh=cpT0L=kp RTpVkApdAL2121T= 552K=27905.TRcvp同（2）只是 W 不同VdwT= 473K2000TRcvp313 解： hW对理想气体 cpTuv314 解：（1）理想气体状态方程586K293*2p（2）吸热：2500kJTkRVTmcQv13-15 解：烟气放热等于空气吸热1m3 空气吸取 1.09 m3 的烟气的热267kJ24509.120501.3.67vcQtt2=10+205=2153-16 解： 3)2(21hmhmTchp代入得： 30
15、4721*)2( cm582K3096317 解：等容过程1.4Rckp 121kvpkTmTQv37.5kJ3-18 解：定压过程T1= =21287103.4.06mRVp6.2KT2=432.4K内能变化： 2.16)87.01(tmcUv156.3kJ焓变化：218.8 kJ3.1564.kH功量交换： 30.2mV3.468)1(pdW62.05kJ热量交换： =218.35 05.6231UQkJp734-1 1kg 空气在可逆多变过程中吸热 40kJ，其容积增大为 ，压力降低为102v，设比热为定值，求过程中内8/p能的变化、膨胀功、轴功以及焓和熵的变化。解：热力系是 1kg 空
16、气过程特征：多变过程0.9)10/ln(8)2/1l(nvp因为 Tcqn内能变化为717.5Rv25)/(KkgJ1004.5vpcc7)/(kgJ3587.5ncvvc51)/(KkJ810 3JnvvcqTcu/膨胀功： 32 10 3Juw轴功： 28.8 103Js焓变： 1.4811.2 kTchp103J熵变：0.8210 312lnlpcvsp)/(KkgJ42 有 1kg 空气、初始状态为， ，进行下列MPap5.01150t过程：7（1）可逆绝热膨胀到 ；MPap1.02（2）不可逆绝热膨胀到 ，；KT30（3）可逆等温膨胀到 ；ap1.02（4）可逆多变膨胀到 ，多MP变
17、指数 ；n试求上述各过程中的膨胀功及熵的变化，并将各过程的相对位置画在同一张 图和vp图上sT解：热力系 1kg 空气（1） 膨胀功：111.910 3J)12(kpkRw熵变为 0（2）88.310 3J)2(Tcuv116.81lnlpRsp)/(KkgJ（3） 195.410 32ln1pTw)/(kgJ0.46210 321lnpRs)/(KkgJ（4）67.110 3J)1(nnTw189.2Knp)2(346.41llRTcsp)/(KkgJ4-3 具有 1kmol 空气的闭口系统，其初始容积为 1m3，终态容积为 10 m3，当初态和终态温度均 100时，试计算该闭口系统对外所作
18、的功及熵的变化。该过程为：（1）可逆定温膨胀；（2）向真空自由膨胀。解：（1）定温膨胀功 10ln*37284.*93.12lnVRTw7140kJ19.14kJ/Klms(2)自由膨胀作功为 019.14kJ/K12lnVR44 质量为 5kg 的氧气，在 30温度下定温压缩，容积由 3m3变成 0.6m3，问该过程中工质吸收或放出多少热量？输入或输出多少功量？内能、焓、熵变化各为多少？解： 36.0ln*8.2591lnVmRTq627.2kJ放热 627.2kJ因为定温，内能变化为 0，所以qw内能、焓变化均为 0熵变：2.1 kJ/K12lnVmRs45 为了试验容器的强度，必须使容器
19、壁受到比大气压力高 0.1MPa 的压力。为此把压力等于大气压力。温度为 13的空气充入受试验的容器内，然后关闭进气阀并把空气加热。已知大气压力 B101.3kPa，试问应将空气的温度加热到多少度？空气的内能、焓和熵的变化为多少？解：（1）定容过程568.33.10*286pT8K（2） 内能变化： )2863.5(*287)1(Tcuv202.6kJ/kg).6()2(hp283.6 kJ/kg0.49 kJ/(kg.K)1lncsv4-6 6kg 空气由初态p10.3MPa，t1=30，经过下列不同的过程膨胀到同一终压 p20.1MPa：（1）定温过程；（2）定熵过程；（3）指数为 n1.
20、2 的多变过程。试比较不同过程中空气对外所作的功，所进行的热量交换和终态温度。解：（1）定温过程 1.03ln*28761lnpmRTW573.2 kJQT2=T1=30（2）定熵过程 )3.01(*14.287*6)1( 4.kpTkRmW351.4 kJQ0221.4KkpT1)2(（3）多变过程252.3Kn1)(2 3.250*1.2876TRmW436.5 kJ ).()12(nkccQvn218.3 kJ47 已知空气的初态为p10.6MPa，v1=0.236m 3/kg。经过一个多变过程后终态变化为p20.12MPa，v2=0.815m 3/kg。试求该过程的多变指数，以及每千克
21、气体所作的功、所吸收的热量以及内能、焓和熵的变化。解：（1）求多变指数)815.0/236.ln()/l(2nvp1.301 千克气体所作的功 )815.0*236.*(13.1vpnw146kJ/kg吸收的热量 )12(1)12(1)2( vpknTkRnTcqn = )236.0*85.120(336.5 kJ/kg内能：146-36.5109.5 kJ/kgwqu焓： )12(1)2( vpkTchp153.3 kJ/kg熵： 6.012ln*4.7236.085ln*.41lnl pcvsp90J/(kg.k)4-8 1kg 理想气体由初态按可逆多变过程从 400降到 100，压力降为
22、 ，已6知该过程的膨胀功为 200kJ，吸热量为 40 kJ，设比热为定值，求该气体的 和pcv9解：kJ160)12(wqTcuv533J/(kg.k)=)12()21( npnRTnw200 kJ解得：n1.49R=327 J/(kg.k)代入解得： 533+327=860 J/(kg.k)pc4-9 将空气从初态 1，t1=20,定熵压缩到它开始时容积的 1/3，然后定温膨胀，经过两个过程，空气的容积和开始时的容积相等。求 1kg空气所作的功。解： 314.29*87)21()12(1 4.kkvRTpkRTw-116 kJ/kg454.7K1)2(kvT)3/1ln(*7.4583ln
23、Rw143.4 kJ/kgw=w1+w2=27.4 kJ/kg4-10 1kg 氮气从初态 1 定压膨胀到终态2，然后定熵膨胀到终态 3。设已知以下各参数：t1=500，v2=0.25m 3/kg ，p30.1MPa，v3=1.73m 3/kg。求（1）1、2、3三点的温度、比容和压力的值。 （2）在定压膨胀和定熵膨胀过程中内能的变化和所作的功。解：(1)1.5 MPa4.1)2507(*.)23(kvp1263K8.96.1RPTp1=p2=1.5 MPav1= =0.15 m3/kg2v=583 K8.29610*73.3RvPT(2) 定压膨胀364 kJ/kg)(cuv145.4 kJ
24、/kg12Tw定熵膨胀505 kJ/kg)3(cuv-505 kJ/kg21TkR或者：其 q=0, = -505 kJ/kguw4-11 1 标准 m3的空气从初态 1 p10.6MPa，t1=300定熵膨胀到状态 2，且v2=3v1。空气由状态 2 继续被定温压缩，直到比容的值和开始时相等，v3=v1，求 1、2、3 点的参数（P,T,V）和气体所作的总功。解： 0.274 m3/kg5067*8pRTv0.129 MPa4.1)(.)2(k369K.013*57vTV2=3V1=0.822 m3T3=T2=369KV3=V1=0.274 m30.387 MPa1*29.0)(vvp412
25、 压气机抽吸大气中的空气，并将其定温压缩至 p25MPa。如压缩 150 标准 m3空气，试求用水冷却压气机气缸所必须带走的热量。设大气处于标准状态。解： 51032.ln*10325.1ln6pVWQ-59260kJ4-13 活塞式压气机吸入温度 t1=20和压力 p10.1MPa 的空气，压缩到 p20.8MPa，压气机每小时吸气量为 600 标准 m3。如压缩按定温过程进行，问压气机所需的理论功率为多少千瓦？10若压缩按定熵过程进行，则所需的理论功率又为多少千瓦？解：定温：0.215kg/s360*2781RTpVm37.8KWlnWs定熵 )1.08(4.1293*8725.0)1(1
26、 4.kspkRTm51.3 KW414 某工厂生产上需要每小时供应压力为 0.6MPa 的压缩空气 600kg；设空气所初始温度为 20，压力为 0.1MPa。求压气机需要的最小理论功率和最大理论功率。若按 n1.22 的多变过程压缩，需要的理论功率为多少？解：最小功率是定温过程m=600/3600=1/6 kg/s25.1 KW21lnpmRTWs最大功率是定熵过程32.8 KW)1(1ksk多变过程的功率29.6 KW)2(1nspnRTmW415 实验室需要压力为 6MPa 的压缩空气，应采用一级压缩还是二级压缩？若采用二级压缩，最佳中间压力应等于多少？设大气压力为 0.1，大气温度为
27、 20，压缩过程多变指数 n=1.25，采用中间冷却器能将压缩气体冷却到初温。试计算压缩终了空气的温度。解：压缩比为 60，故应采用二级压缩。 中间压力： 0.775MPa 312p=441K nT)(4-16 有一离心式压气机，每分钟吸入p10.1MPa，t1=16的空气 400 m3，排出时p20.5MPa，t2=75。设过程可逆，试求： (1)此压气机所需功率为多少千瓦？ (2)该压气机每分钟放出的热量为多少千焦？ 解：（1） =8.04kg/s 1RTVpm=1.13)2/ln(v 1183K)(TmwWsW （2） =-)12(cnkQv712.3kJ/s 417 三台空气压缩机的余
28、隙容积均为6，进气状态均为 0.1MPa、27，出口压力均为0.5MPa，但压缩过程的指数不同，分别为：n1=1.4，n2=1.25，n3=1。试求各压气机的容积效率（假设膨胀过程的指数和压缩过程的指数相同） 。解： 1)2(1nvpcn=1.4: 1).05(*6.4v0.87n=1.25： =0.84vn=1： =0.767-1 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、
29、未饱和，未饱和、未饱和。焓值分别为 2649.3kJ/kg，334.9 kJ/kg，335 11kJ/kg，335.3 kJ/kg，335.7 kJ/kg 。72 已知湿蒸汽的压力 p=1MPa 干度 x=0.9。试分别用水蒸气表和 h-s 图求出 hx，v x，u x，s x。解：查表得：h2777kJ/kg h=762.6 kJ/kgv0.1943m 3/kgv0.0011274 m 3/kgu= hpv=2582.7 kJ/kguh pv=761.47 kJ/kgs=6.5847 kJ/(kg.K)s2.1382 kJ/(kg.K)hxxh+(1-x)h=2575.6 kJ/kgvxxv
30、+(1-x)v=0.1749 m 3/kguxxu+(1-x)u=2400 kJ/kgsxxs+(1-x)s=6.14 kJ/(kg.K)7-3 在 V60L 的容器中装有湿饱和蒸汽，经测定其温度 t210，干饱和蒸汽的含量 mv=0.57kg，试求此湿蒸汽的干度、比容及焓值。解：t210的饱和汽和饱和水的比容分别为：v0.10422m 3/kgv0.0011726 m 3/kgh2796.4kJ/kg h=897.8 kJ/kg湿饱和蒸汽的质量： xv)1(xvmV解之得：x=0.53比容：v xxv+(1-x)v=0.0558 m 3/kg焓：h xxh+(1-x)h=1904kJ/kg7
31、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h2791.4kJ/kg h=852.4 kJ/kgv0.12714m 3/kg v0.0011565m 3/kg饱和压力 1.5551MPa。刚性容器中水的比容：0.1 m 3/kg0.2 3.058.1cMPa采用渐缩喷管。c1=20m/s 较小忽略。因此 2-2 截面处是临界点421KkpT12)(0.6m3/kgPRv323m/s)12(2kpkc0.00185m3mvf9-3 渐缩喷管进口空气的压力 p1= 2.5
32、3MPa，t180，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。19解: 2.53=1.33pb528.01c所以渐缩喷管进口截面压力 p2p c1.33 MPa由定熵过程方程可得：（按 c10 处理）294KkpT1)(2c2 a 344 m/sKR0.0634 m3/kg2Pv0.543 m3/scf9-5 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，t1947， c1=0m/s。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
33、kg/s。试选择喷管类型，计算5.0喷管出口截面处的流速及出口截面积。解：（1）p20.5MPa0.7=0.37 MPa pb58.01pc选缩放喷管。737KkpT1)2(985 m/s1kRc1.76 m3/kg2PTv8.9cm2cf9-6 空气流经一断面为 0.1m2 的等截面通道，在截面 1-1 处测得 c1=100m/s，p 1= 0.15MPa，t1100；在截面 2-2 处，测得 c2=171.4m/s，p 2 0.14MPa。若流动无摩擦损失，求（1）质量流量；（2）截面 2-2 处的空气温度；（3）截面 1-1 与截面 2-2 之间的传热量。解：（1）质量流量0.71 m3
34、/kgPRTv14.08 kg /s1fc（2） 1.22 m 3/kg08.417v595KRpT（3） 3141kJ/stmcqp209-7 有 p1= 0.18MPa，t1300的氧气通过渐缩喷管，已知背压 pb= 0.1MPa。喷管出口直径d2=10mm。如不考虑进口流速的影响，求氧气通过喷管的出口流速及质量流量。解： p20.1 MPa0.18=0.1 MPa =pb528.01pc出口为临界流速416.7 m/s1RTkc质量流量484KkpT1)2(1.26 m3/kgPRv0.026 kg /s2fc98 空气通过一喷管，进口压力 p1= 0.5MPa，t1600K，质量流量为
35、 1.5kg/s。如该喷管的出口处压力为 p2= 0.1MPa，问应采用什么型式的喷管？如不考虑进口流速影响，求定熵膨胀过程中喷管出口气流流速及出口截面积。如为不可逆绝热流动，喷管效率 0.95，则喷管气体出口速度及出口截面积各为多少？解： 0.5=0.264 MPa p2528.01pc所以应采用缩放喷管。(1)出口流速：0.6314kp1)2(378.8KkT1)(1.09 m3/kg2PRv667m/s)1(2kpkTc24.5cm 22cmvf(2) 650 m/s390 K)1(2TT1.12 m3/kg2PRv25.8cm 22cf9-9 某燃气 p1= 1MPa，t11000K，
36、流经渐缩渐扩喷管。已知喷管出口截面上的压力 p2=0. 1MPa，进口流速 c1200m/s，喷管效率 0.95，燃气的质量流量 50kg/s，燃气的比热 k1.36，定m压质量比热 cp1kJ/(kg.K) 。求喷管的喉部截面积和出口截面积。解：进口流速 c1200m/s20 kJ/kg 远小于燃气的进口焓 1000 21 1TcpkJ/kg忽略。出口流速：0.5436kp1)(543.6KkT1)2(955m/s)7.42Tccp931 m/s2566 K)1(2T264.7 kJ/(kg.K)pckR1.5 m3/kg2Pv21出口截面积805cm 22cmvf(2)喉部流速：0.535
37、 MPa1pc847.4KkcT552m/s)cR0.4193 m3/kgcPv喉部截面积380cm 2cf9-10 水蒸气压力 p1= 0.1MPa，t 1120以 500m/s的速度流动，求其滞止焓、滞止温度和滞止压力。解：p 1= 0.1MPa，t 1120时水蒸气焓h1=2716.8 kJ/kg， s1=7.4681 kJ/(kg.K)滞止焓h0= h1+c2/2=2841.8 kJ/kg查表得p0=0.19 MPat0=185.79-11 水蒸气的初参数 p1= 2MPa，t 1300，经过缩放喷管流入背压 pb= 0.1MPa 的环境中，喷管喉部截面积 20cm2。求临界流速、出口
38、速度、质量流量及出口截面积。解：h 1=3023 kJ/kg，s1=6.765 kJ/(kg.K)pc= 0.5462=1.092 MPahc=2881 kJ/kg，v c=2.0 m3/kgh2=2454 kJ/kg，v 2=1.53 m3/kgcc= 532.9 m/sch17.4c2= 1066.7 m/s2质量流量0.533 kg /scvfmin76.4cm 22f9-12 解：h 1=3231 kJ/kg，节流后 s=7.203 kJ/(kg.K)h2=3148 kJ/kg，v 2=0.2335 m3/kgpb/p0.546渐缩喷管c2= 407.4 m/s217.4h0.35 k
39、g /s2vfm9-13 解：查表得h2=2736 kJ/kg由 p1= 2MPa 等焓过程查表得x10.97t1=212.443.4K/M610)2.(4.312ptjPa9-14 解:查表得：h 1=3222 kJ/kgh2=3066 kJ/kgc2= 558.6 m/s217.4519 m/s动能损失：21 kJ/kg2)1(c9-15 解： 0.199 1lnl2vRTcsvkJ/(kg.K)（理想气体的绝热节流过程温度相等）22用损59.sTshex 0)21(07 kJ/kg9-16 解：由 得/221ccTpp355K)/(2k337m/s2/)1(1cTcp10-1 蒸汽朗肯循
40、环的初参数为 16.5MPa、550，试计算在不同背压 p2=4、6、8、 10 及 12kPa 时的热效率。解：朗肯循环的热效率 312hth1 为主蒸汽参数由初参数 16.5MPa、550定查表得：h1=3433kJ/kg s1=6.461kJ/(kg.K)h2 由背压和 s1 定查 h-s 图得：p2=4、6、8、10、 12kPa 时分别为h2=1946、1989、 2020、2045、2066 kJ/kgh3 是背压对应的饱和水的焓查表得。p2=4、6、8、10、 12kPa 时饱和水分别为h3=121.41、151.5 、173.87、191.84 、205.29 kJ/kg故热效
41、率分别为：44.9、44、43.35、42.8%、 42.3510-2 某朗肯循环的蒸汽参数为：t1 500、p21kPa，试计算当 p1 分别为 4、9、14MPa 时；（1）初态焓值及循环加热量；（2）凝结水泵消耗功量及进出口水的温差；（3）汽轮机作功量及循环净功；（4）汽轮机的排汽干度；（5）循环热效率。解：（1）当 t1500，p1 分别为 4、9、14MPa时初焓值分别为：h1=3445、3386、 3323 kJ/kg熵为 s1=7.09、6.658、6.39 kJ/(kg.K)p21kPa(s2=s1)对应的排汽焓h2：1986、1865、1790 kJ/kg3 点的温度对应于
42、2 点的饱和温度 t3=6.98、焓为 29.33 kJ/kgs3=0.106 kJ/(kg.K)3点压力等于 p1，s3=s3，t3=6.9986、7.047、7.072则焓 h3分别为：33.33、38.4、43.2 kJ/kg循环加热量分别为：q1=h1-h3=3411、3347、3279.8 kJ/kg（2）凝结水泵消耗功量： h3-h3进出口水的温差 t3-t3（3）汽轮机作功量 h1-h2循环净功 0wh1-h2-( h3-h3)（4）汽轮机的排汽干度s2=s1=7.09、6.658、6.39 kJ/(kg.K)p21kPa 对应的排汽干度 0.79、0.74、0.71（5）循环热
43、效率 10q初焓值 h1排汽焓 h2焓 h3 焓 h3 循环加热量q1=h1-h3凝结水泵消耗功量 h3-h3进出口水的温差 t3-t3汽轮机作功量h1-h2循环净功 0w循环热效率（）3445 1986 33.33 29.33 3411 4 0.0186 1459 1455 42.783386 1865 38.4 29.33 3347 9.07 0.067 1521 1512 45.173323 1790 43.2 29.33 3279.8 13.87 0.092 1533 1519 46.7410-3 一理想朗肯循环，以水作为工质，在循环最高压力为 14MPa、循环最高温度 540和循环最
44、低压力 7 kPa 下运行。若忽略泵功，试求：（1）平均加热温度；（2）平均放热温度；（3）利用平均加热温度和平均放热温度计算循环热效率。解：1 点焓和熵分别为：3433kJ/kg 、6.529 kJ/(kg.K)2 点焓和熵分别为：2027kJ/kg、6.529 kJ/(kg.K)3 点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为：163.38kJ/kg、0.5591 kJ/(kg.K)（1） 平均加热温度 3shth547.7K（2） 平均放热温度tc312.17K（3） 循环热效率23hct14310-4 一理想再热循环，用水作为工质，在汽轮机入口处蒸汽的状态为 14 MPa、540，再热状态为3
45、 MPa、540和排汽压力 7 kPa 下运行。如忽略泵功，试求：（1）平均加热温度；（2）平均放热温度；（3）利用平均加热温度和平均放热温度计算循环热效率。解：1 点焓和熵分别为：3433kJ/kg 、6.529 kJ/(kg.K)3 点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为：163.38kJ/kg、0.5591 kJ/(kg.K)再热入口焓 B：压力为 3 MPa，熵为 6.529 kJ/(kg.K)，hB=2988 kJ/kg再热出口焓 A：h A=3547 kJ/kg，s A=7.347 kJ/(kg.K)2 点焓和熵分别为：2282kJ/kg、7.347 kJ/(kg.K)（4） 平均加
46、热温度 3)(1shhtAB564K（5） 平均放热温度2stc312K（6） 循环热效率hct144.710-5 某回热循环，新汽压力为 10 MPa，温度为400，凝汽压力 50kPa，凝结水在混合式回热器中被 2 MPa 的抽汽加热到抽汽压力下的饱和温度后经给水泵回到锅炉。不考虑水泵消耗的功及其他损失，计算循环热效率及每千克工质的轴功。解：1 点焓和熵分别为：h1=3096kJ/kg、s1=6.211 kJ/(kg.K)排汽 2 点焓为：h2=2155kJ/kg3 点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为：h3=340.57kJ/kg抽汽点 4 的焓（查 2 MPa 和 s4=s1）：h4=2736 kJ/kg2 MPa 对应的饱和温度 212.37，h5=908.6 kJ/kg求抽汽率 57.34026.9845h0.237循环功量： )2)(10hw794 kJ/kg热效率： 50wq36.210-6 某厂的热电站功率 12MW，使用背压式汽轮机 p13.5MPa ，t1435、p20.8 MPa，排汽全部用于供热。假设煤的发热值为 20000kJ/kg，计算电厂的循环热效率及耗煤量。设锅炉效率为85。如果热、电分开生产，电能由 p27kPa 的凝汽式汽轮机生产，热能（0.8 MPa 的 230的蒸汽）由单独的锅炉供应，其他条件相同，试比较耗煤量。设锅炉效率同
