工程热力学课后习题及答案第六版.docx

(3)(4)2-2.已知N2的M=28,求(1) N 2的气体常数;(2)标准状态下N的比容和密度；(3 )2p = 0.1MPa, t = 500时的摩尔容积Mv。解：(1) N 2的气体常数Tl=tl+273T2 = t2 + 273压入的CO2的质量m = ml-m2 = v p2 pl R (T2-T1) (5)将、(2)、(3)、(4)代入(5)式得m= 12.02kgR = R0 _ 8314m- 28= 296.9 J/(kg OK)(2)标准状态下N2的比容和密度v - rt 296.9 x 273v - 以=0.8 m3/ kgp 101325p = 1v =1.25 kg/m3(3) p = 0.1MPa , t = 500 时的摩尔容积MvMv =义工=64.27 m3 / kmolP2-3.把CO2压送到容积3m3的储气罐里，起始表2-5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m=mln2=Rv322单11)=300287 (9930Q3101273.325、innn=41.97kg2-6空气压缩机每分钟自外界吸入温度为15、压 力为O.IMPa的空气3 m3,充入容积8.5m3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压力p = 30 kPa,终了表压力p = 0.3 Mpa,glg2温度由tl=45增加到t2=70o试求被压入的CO2的质量。当地大气压B = 101.325kPa。解：热力系：储气罐。应用理想气体状态方程。压送前储气罐中CO2的质量ml =plvlRT?压送后储气罐中CO2的质量m2 = p2v2rtT根据题意容积体积不变；R= 188.9pl =p +B(1)glp2 = pg 2 + B(2)m2 = D2V2 _ 7x105x8.5RT2 287 x 288 kg压缩机每分钟充入空气量m= pv = lxl()5X 3RT 287 x 288 kg所需时间1 = -= 19.83minm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O.IMPa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O.IMPa下占体积 为多少的问题。根据等温状态方程pv = const0.7MPa、8.5 m3的空气在O.IMPa下占体积为kRTlU n9 a1.4*287,2930.8 1.4-1W) k = 0.215* -1 4阴=索融lii里-(Tl T 2) = 1183KWT3=T2的n-ln =44IK= -51.3KW4-14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O.IMPa。求压气机需要的最小理论功 率和最大理论功率。若按n=1.22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"600/3600=1/6 kg/sWs = mRTlln pp2 1= =25.1 kw最大功率是定熠过程W1(祖)： = 32.8KWs多变过程的功率nRTl p2 jW1 mn- 1 1 -(二 n = -29.6 kw Spl)4-15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： P2 = Jplp3 二 0. 775MPa4-16有一离心式压气机，每分钟吸入pl=0. IMPa, tl=16的空气 400 m3,排出时 p2 = 0. 5MPa, t2=75o设过程可逆，试求： 此压气机所需功率为多少千瓦？该压气机每分钟放出的热量为多少千焦？m= plVl解：RT1 =8. 04kg/sn = ln(p2/pl)=i. 13ln(vl/v2)n- 12 2) Q = m n - kn - 1 Cv(T 2-T1) =-712. 3kJ/s4-17三台空气压缩机的余隙容积均为6%,进气状态均为0.IMPa、27,出口压力均为 0. 5MPa,但压缩过程的指数不同，分别为：nl=L4, n2=1.25, n3=lo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:X =cK置1Vn=l. 4:X =1一。.。6*(均1订1= V0.10. 87n= 1.25： A/v =0. 84九n=l：v=0.767-1当水的温度t=80,压力分别为0.01、0.05、0.1、0.5及IMPa时，各处于什么状态并求出该状 态下的焰值。解：查表知道t=80时饱和压力为0.047359MPao 因此在0.01、0.05、0.1、0.5及1 MPa时状态分别 为过热、未饱和、未饱和，未饱和、未饱和。焰值 分别为 2649.3kJ/kg, 334.9 kJ/kg, 335 kj/kg, 335.3 kJ/kg, 335.7 kJ/kgo7-2已知湿蒸汽的压力p=lMPa干度x=0.9o试分 别用水蒸气表和h-s图求出hx, Vx, Ux, Sxo解：查表得：h、=2777kJ/kgh、=762.6kJ/kgv、=0.1943m3/kgv、=0.0011274 ms/kgu、二h、一pv、=2582.7 kJ/kgu、= h' pv'=761.47 kJ/kgs'、=6.5847kJ/(kg.K)s' =2.1382 kJ/(kg.K)hx=xh、'+( 1 -x)h、=2575.6 kJ/kg vx=xv'、+(l-x)v'=0.1749 m?/kgm = VV = 105.4kg焰：h=mhx = x(h、+(lx)h、)=105.4X 1453.24kJ = 1.53 X103 kJ7-6有一台采暖锅炉，每小时能生产压力p=l MPa (绝对)、x=0.95的蒸汽1500kgo当蒸汽的流速c 425m/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？解:p=l MPa> x=0.95的比容查表饱和参数v'、=0.1943m3/kg v、=0.0011274m3/kgV = XV、+(1 - x)v、= 0.18464 ma/kgmv蒸汽体积流量：V =0.077m3/s3600输汽管的半径最小为r = J =0.0313mV C71内径：0.0626m7-7某空调系统采用p=0.3MPa、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。设蒸汽流过暧风机后全部变为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)o解：空气吸收的热量：nV A 1x105 x 4000 1q=mc At = KT-c At =xl.01x120pP 287 x 273=619000k J/hp=0.3 MPa的饱和参数：h'、=2725.5kJ/kgh、=56L4 kJ/kgp=0.3MPa、x=0.94蒸汽的熔hx=xh'、+(lx)h、=2595.7kJ/kg需要蒸汽qms = h - h、= 304.28 kg /h法二：湿蒸汽中起加热作用的仅为干饱和蒸汽xm(h、一h、)= m c Ata C Pm 4000 * 1293 * 1.005 * 120 _0.94*(2725.5 561.4) -306,6 kg /hux = xu'、+(lx)u'=2400 kJ/kgsx=xs''+(l-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t=210,干饱和蒸汽的含量mv=0.57kg, 试求此湿蒸汽的干度、比容及焰值。解：t=210的饱和汽和饱和水的比容分别为：v、=0.10422m3/kgv、=0.0011726 m3/kgh'、=2796.4kJ/kgh'=897.8 kJ/kg湿饱和蒸汽的质量：m = mvxVxv、'+(l x)v、解之得：x=0.53比容：vx=xvKV+(l-x)vK=0.0558 m3/kg焰：hx=xh、+(lx)h、=1904kJ/kg74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200c试求容器中(1)压力;(2)焰；(3)蒸汽的质量和体积。解：(1)查200的饱和参数h'、=2791.4kJ/kgh、=852.4 kJ/kgv、=0.12714m3/kgv、=0.0011565m?/kg饱和压力1.5551MPao刚性容器中水的比容：V = 0.2 =0.1 m3/kg<v、'2因此是湿蒸汽。压力是饱和压力1.5551MPa0干度：X = Vx V、V、'- V、=0.78焰：hx=xh、+(l-x)h、=2364.8kJ/kg蒸汽的质量和体积：mv=xX m=0.78X2= 1.56kgV= mv X vsv =0.19834m37-5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培。解：p=0.9MPa的饱和参数h、= 2773kJ/kg v、h'=742.6 kJ/kg=0.21484m3/kg 湿 v、=0.001 3m3/kg 蒸汽的质量：V = xv'、+(l - x)v'= 0.0759 rm/kg2706.6kJ/kgv、= 3.4104m3/kgh、=334.92kJ/kg(2)由蒸汽传给环境的热量终了时的焰：hx = xh、+(l-x)h'=2502kJ/kgux=2342.4kJ/kgq = mAU +mBU - +m )u =j93 7 ABA B xkJ710将lkgpl=0.6MPa, tl=200的蒸汽在定压条 件下加热到t2=300,求此定压加热过程加入的热 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p3=0.1MPa,求此膨胀过程所作的功量。解：查表 pl=0.6MPa, tl=200hl=2850kJ/kgvl=0.352 ms/kg ( u 1 =2639kJ/kg)查表 p2=0.6MPa, t2=300h2=3061 kJ/kgv2=0.4344 ms/kgs2=7.372 kJ/(kg.K) (u2=2801 kJ/kg)查表 p3=0.1 MPa, s=7.372h3=2680kJ/kgv3=1.706 ms/kg(u3=2509 kJ/kg)定压过程加入的热量和内能变化量q=h2-h 1=211 kJ/kgAu = Ah - pAv = 211 - 0.6 xl06x (0.4344 - 0.352)78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 JSL 里。解：t=12()的干饱和蒸汽参数:v、=0.89202m3/kgh''pl=0.19854MPa容积：V=mv''=0.44601 m3t=80°C的饱和蒸汽参数 v、=0. 0010292ms/kgh、=2643.8kJ/kgp2=0.047359MPa比容.v = V 0-44601. X -53=0 89202 m3/kg干度：X = Vx - V、V、' - V、=0.26焰：hx=xh、'+(l-x)h、=935.2kJ/kg放出的热量:q=m(h' 120-hx-Vx(p2-p 1 )=817 kJ79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=0.5MPa的干饱 和蒸汽,B中盛有2kgpB = lMPa, 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P3=0.7 MPao求(1)容器的总容积及终了时 蒸汽的干度；(2 )由蒸汽传给环境的热量。解：(1)容器的总容积Pa=0.5 MPa的干饱和蒸汽参数v、=0.37481 ms/kgh、=2748.5kJ/kgua=2561.1 kJ/kgA 占容积：VA=mAVvv=0.37481 m3PB=1 MPa的饱和蒸汽参数v'、=0.1943m3/kgvs =0.0011274m3/kgh、=2777kJ/kghs= 762.6k J/kgvb=xv''+( 1 x)v、=0.155 m?/kghe = xh'' +(1 -x)h'=2374kJ/kgUB = 2219kJ/kgB 占容积：VA=mBV=0.31 m3总容积:V二Va+Vb=0.685 m30.7MPa的饱和蒸汽参数v、=0.27274m3/kgvv=0.00l 1082ms/kgh、=2762.9kJ/kgh、=697.1kJ/kg蒸汽比容：V = Vm = 0.228 iro/kg蒸汽干度：X = Vx - V、V、一 V、=0.84= 162 kJ/kg绝热膨胀过程所作的功量w = -Au = h2 - h3 -( p2v2 一 p3v3) =292kJ/kg7-11汽轮机进汽参数为：pl=3MPa, tl=450,蒸 汽在汽轮机中绝热膨胀到p2=5kPa后排入冷凝器。 求：(1)可逆绝热膨胀时蒸汽的终参数及汽轮机所 作的功；(2)若蒸汽在汽轮机中为不可逆绝热膨胀, 引起的烯产为0.25kJ/(kg.K),则汽轮机作的功将为 多少？解：查表pl=3MPa, tl=450的参数h 1 =3344kJ/kgs 1=7.083 kJ/(kg.K)则绝热膨胀到 p2=5kPa, s2=7.083 kJ/(kg.K) 时蒸汽的终参数t2=32.88 h2=2160kJ/kgv2=23.52ms/kg汽轮机所作的功w = Ah = 1184 kJ/kg t(2)不可逆绝热膨胀后的蜡为s3=7.083 +0.25 = 7.333k J/(kg.K)p3=5kPa 蒸汽的终参数：h3=2236kJZkg汽轮机所作的功W = Ah = 1108 kJ/kgtqiq= 0?6 = 864200 kJ/h烟气量：q 864200my = cAt = 1.01 X 400 =2139kg/hv = RT p=287 * 673100000= 1.93m3/kg7-12有一台工业锅炉，每小时能生产压力 pl = 1.4MPa, tl=300的过热蒸汽10t。已知给水的 温度25；从锅筒引出的湿蒸汽的干度x=0.96； 湿蒸汽在过热蒸汽中再加热至300；煤的发热值 为29400kJ/kgo试求（1）若锅炉的耗煤量 B = 1430kg/h,求锅炉效率；（2）湿蒸汽在过热器中所 吸收的热量及内能的变化量。解：（1） 煤的总发热量Q = 1430 X 29400 = 42.042MkJ/hpl=L4MPa, tl=300的过热蒸汽的参数： hl=3040kJ/kg vl=0.1823m3/kg取水为定值比热，其的焰值：h0=25X4.1868 = 104 kJ/kg单位蒸汽吸热量：q=hl-h0=2936 kJ/kg总吸热量：Q2 = mq = 29.36 MkJ/h锅炉效率：n =锅炉效率：n =69.84%（2）湿蒸汽的参数v2 = 0.136m3/kgh2=2708kJ/kg定压过程吸收的热量q=m(hl-hx)= 3.32MkJ 内能的变化：Au = m(Ah - pAv) =2.65MkJ7-13有一废热锅炉，进入该锅炉的烟气温度为tyF600C排烟温度为ty2=200o此锅炉每小时可产 生卜=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的干饱和蒸汽的焰：h=2676.3kJ/kg 2（）水的焰：h（）=20*4.186=83.7 kJ/kg水的吸热量:q 1 =200*（2676.3-83.7）=518520kJ/h 烟气的放热量：V= m yV = 4128 rm/h7-14湿蒸汽进入干度计前的压力pl=1.5MPa,经节 流后的压力p2=0.2MPa,温度t2=130o试用焰嫡 图确定湿蒸汽的干度。解：节流前后焰不变查 h-s 图得:x=0.978-1温度t = 20,压力p = 0.1MPa,相对湿度 中=70%的湿空气2.5m3。求该湿空气的含湿量、 水蒸气分压力、露点、水蒸气密度、干空气质量、 湿空气气体常数。如该湿空气在压力不变的情况 下，被冷却为10C的饱和空气，求析出的水量。 解：（1）水蒸气分压力：根据t = 20C,查水蒸气表得对应的饱和压力为ps = 0.0023368 MPaP =（PP =0.7 x 0.0023368 = 0.00163576 VsMPa含湿量：d = 622 _L= 622 吗B - pB - （pp =10.34 g/kg(a)露点：查水蒸气表，当p = 0.00163576 MPa时, V饱和温度即露点t = 14.35v = 81.03 rm / kg水蒸气密度：p =_! = 0.01234 kg / m3v干 空 气 质 量：paV _ (105-1635.76)x2.5rF = -287 x 293-2.92kg求湿空气质量 m = m (1 +0.001d) = 2.95 kga湿 空 气 气 体 常 数：287R = 288.8 J /(kg K)1 - 0.378 P.105查在t= io,查水蒸气表得对应的饱和压力为p = 1. 228 kPaS含湿量:d2 = 622 Pv B pV=7.73g/kg(a)析出水量：m = m (d2-d) =7.62gw a8-2温度t = 25,压力p = 0.1 MPa,相对湿度 (p =50%的湿空气10000kg o求该湿空气的露点、 绝对湿度、含湿量、湿空气密度、干空气密度、湿 空气容积。解：水蒸气分压力：根据t = 25,查水蒸气表得对应的饱和压力为p = 3.169kPa SP = (p P = 0.5X3.169=1.58kPa Vs露点：查水蒸气表，当P = 1.58kPa时，饱和温 V度即露点t = 13.8t = 25, Vs'=43.36 m3/kg绝对湿度：p、=(PP =(p/Vs” =0.0115kg/m3含湿量： d = 622 = 622=B - pB -(ppVS9.985 g / kg (a)湿 空 气 密 度：v = R1L(1 + 0.001606d )= 287 x 298(1 + 0,001606 x 9,985) P1。5= 0.867 m3 / kgp = 1 +0,001d - 16kg/rm v干空气密度：p = = i = I.i5kg/m3 a V vam湿空气容积：V = mav = "O0Oidv = 8600m38-3查表题8-4压力B为101325Pa的湿空气，在温度t 1 =5,相对湿度(p 1=60%的状态下进入加热器，在t2=20离开加热器。进入加热器的湿空气容积为VI =10000 m3。求加热量及离开加热器时湿空气 的相对湿度。解：查饱和空气状态参数t 1=5, ps,i =872Pat 2=20, ps,2 =2. 337kPa分别计算状态参数：t 1=5, (p 1=60%时PV1 =872X60% =523.2 PaPdl =622n = 3.2g/kg(a)B pvlhl = l.Oltl + 0.001dl(2501 + 1.85tl) = 13.08kJ/kg(a)在加热器中是等湿过程：d2 = dl = 3.2g/kg(a)h2 = 1.01t2 + 0.001d 2(2501 + L85t2) = 28.32 kJ/kg(a)查图得湿空气相对湿度：(p2=23%干空气的质量：_ 7(101325-523.2)x10000m - pa Y a RaT287 x 27812634kg加热量：q = m (h2 - hl) = 12634 x (2832 - 13.08)= a1.9X105kJ8-5有两股湿空气进行绝热混合，已知第一股气l = 15m3/min, t 1=20,(pl=30%；第 口均拗V2=20m3/min, 12 = 35, (p 2 =80%o如两股气流的压力均为1013X102Pa,试分 别用图解法及计算法求混合后的焰、含湿量、温度、 相对湿度。解：图解法略。计算法：查饱和空气状态参数t 1=20, ps,i =2. 337kPa, hl= 31.14kJ/kg(a)t 2 = 35 , ps ,2 = 5. 622kPa , h2=109. 4kJ/kg(a)(plpdl = 622 = 4.37g/kg(a)B-(plpsicp2 P62 = 622n- = 28.9g/kg(a)B-(p2ps2(101300-2337)x15m = RdV = _ai287 x 293= 17-aT65 kgm mgV (101300-5322)x20Ill = -L- = = 2 1a2 RT287 X 308 一查图得：t = 28.5 c中=73% c8-6已知湿空气的h = 60kJ/kg(a) , t=25,试用B =0.1013MPa的焰湿图，确定该湿空气的露点、湿 球温度、相对湿度、水蒸气分压力。解：露点19湿球温度20.8相对湿度69%p = 3.167kPaS水蒸气分压力p =(PPs=2185Pa V8-7在容积V =60的房间内，空气的温度和相对 湿度分别为21 °C及70%o问空气的总质量及焙kg 值各为多少？设当地大气压为B=0.1013MPa。解：空气21 对应的饱和压力：p =2.485kPas水蒸气的分压力：p = (ppV S = 1.7295 kPa温度21 和相对湿度分别为70 %的空气焰：48.77kJ/kg(a)干 空 气 的 质 量：(101300-1729.5)x60m =联通=70a287x294a.8kg空气的含湿量：d = 622 1- = 10.8g/kg(a) B pV空气的总质量：m = m (1 +0.001d) =71.5kga.75 kg焰:=rrinihl + mn?h2= 74.34 kJ/kg(a)m + mal a2_ m idl + ma2d 2am + mal a2=17.9 g/kg(a)8-8 将温度t 1 = 15, (p 1=60%的空气 200m3 加1 热到t2=35C,然后送入到干燥器。空气在干燥器 总与外界绝热的情况下吸收物料总的水份，离开干 燥器的相对湿度增至(P 3 = 90%。设当地大气压力 B=0.1013MPao试求(1)空气在加热器中的吸热量；(2)空气在干燥器中吸收的水份。空气的焰值： mah = 70.8X48.77 = 3452.9 kJ解：查表t 1 = 15, psi =1. 704 kPa解：查表t 1 = 15, psi =1. 704 kPat2 = 35, ps,2=5.622kPa计算状态参数：t 1 = 15, (p 1=60%时P =9电=1.02 kPavlpdl = 622- = 6.33g/kg(a)B - pvlhl = l.Oltl + 0.001dl(2501 + 1.85tl) = 31.15kJ/kg(a)在加热器中是等湿过程：d2 = dl =6.3g/kg(a)h2 = 1 .01t2 + O.OOld 2(2501 + 1.85t2) = 5t 2 = 25, (p2=70%查h-d图可得:hl = 15.86kJ/kg(a)dl=4.32g/kg(a),h2=60.63 kJ/kg(a)(12=13.93 g/kg(a)求tc=21, (p c=60%的水蒸气分压力he = 44.76 kJ/kg(a) , dc=9.3g/kg(a) , psi =1.5 kJ/kg(a)查图得湿空气相对湿度:中2=18%干空气的质量：对 _ (101300-1020)x200 _-287 x 288= 2422.485kPa, pvl =1.49kPa,求 干 空 气 质 量：m _卧¥ _(101300-1490)x12000ma 287 x 294a14195kg/h根据混合空气的焰和含湿量计算公式可得：m = 6839 kg/h alm = 7356 kg/h a2h=27.7 kJ/kg(a)根据 d=dl =4.32 g/kg(a)查图得t=17.6kg加热量：q = m (h2-hl) = 4937.8kJ干燥器中是绝热过程h3=h2=51.5 kJ/kg(a) 由(P 3 = 90%查表得 d3 = 12.64g/kg(a)吸收的水份：m = m (d 3 - d 2) = 1538.4gw a8-9某空调系统每小时需要tc=21,(pc=60%的 湿空气12000mso已知新空气的温度t 1=5, (p 1 = 80%,循环空气的温度t 2 = 25, (p 2=70%o 新空气与循环空气混合后送入空调系统。设当时的 大气压力为0.1013MPao试求(1)需预先将新空 气加热到多少度？ (2)新空气与循环空气的流量 各为多少(kg/h) ?解：已知：t 1=5C, (p 1=80%,8-10为满足某车间对空气温度及相对湿度的要求， 需将tl = 10,1=30%的空气加热加湿后再送 入车间，设加热后空气的温度t2=21°C,处理空气 的热湿比8 =3500。试求空气终了时的状态参数 d2、h2、(p 2o解：由t 1 = 10, (p 1=30%, 8 =3500 查图得： h2 = 56kJ/kg(a), d2=13.5g/kg(a), (p 2 = 85%811某空调系统每小时需要t 2=21, (p2 = 60%的湿空气若干(其中干空气质量m =4500kg/h) o a现将室外温度t 1=35, (p 1=70%的空气经处理 后达到上述要求。(1)求在处理过程中所除去的水 分及放热量；(2)如将35c的纯干空气4500 kg冷 却到21,应放出多少热量。设大气压力B =101325Pao解：(1)查h-d图t 2=21, q)2=60%t 1=35, (p 1=70%得hl =99.78kJ/kg(a)dl=25.17g/kg(a) h2=44.76kJ/kg(a)d2=9.3g/kg(a)处理过程除去的水分m =m (dl -d2) =71.4 w akg/h放热量：q = m (hl - h2) =247.6 kJ/h a(2)将35的纯干空气4500 kg冷却到21,放 出热量q = maC (tl - t 2) =63630kJ1 p8-12已知湿空气的温度t =18°C,露点td = 8, 试求相对湿度、绝对湿度及含湿量。如将上述湿空 气加热至40,其相对湿度、绝对湿度有何变化？ 如将其冷却至饱和状态，求其相对湿度与绝对湿 度。当时大气压力为0.1013MPa。解：(1)查图得：(P 1 = 52%Vs =65.08m3/kgvlvl=0.008kg/m3pdl = 622n = 6.7g/kg(a)B pvl(2)相对湿度(p 2=14%V =19.5m3/kg s绝对湿度 p =(p2xp=©2 v2s Vs0.0072kg/ms(3)冷却至饱和状态(p 3=100%饱和温度为8V=120.9m3/kg s绝对湿度P813冷却塔中水的温度由38c被冷却至23,水 流量100X 103kg/h。从塔底进入的湿空气参数为温 度15,相对湿度50%,塔顶排出的是温度为30 的饱和空气。求需要送入冷却塔的湿空气质量流量 和蒸发的水量。若欲将热水(38)冷却到进口空 气的湿球温度，其他参数不变，则送入的湿空气质 量流量又为多少？设大气压力B=101325Pa。解：查h-d图t 1 = 15, (p 1=50%t 2 = 30, (p 2=100%得hl =28.45 kJ/kg(a)dl=5.28g/kg(a)h2=99.75kJ/kg(a)d2=27.2g/kg(a)由t3=38和t4=23,取水的平均定压比热cpm=4. 1868kJ/(kg. K)水的焰值：hw3 =159.1 kJ/kghw4 =96.3 kJ/kg干空气的质量：m =(h2 川的化二)aw4(d2-dl)xl0-3=90.7X103kg(a)/h送入湿空气的质量m = m (1 +0.001dl) =91.2XlOskg/h a蒸发的水量m = m (d 2 dl) x 10 -3 = 1988 kg/h w a(2)查图湿球温度为9.7, hw4 =40.6kJ/kg_m 3(h- hw4)rn m3 _a (h2-hl)-hw4(d2-dl)xl0-3168.3X103kg(a)/h送入湿空气的质量=0.00827kg/m3=0.00827kg/m38-14某厂房产生余热16500kJ/h,热湿比8 =m = m (1 +0.001dl) =169.2X io.3kg/h7000o为保持室内温度t 2 = 27°C及相对湿度(p2 = 40%的要求，向厂房送入湿空气的温度t 1 = 19, 求每小时的送风量为多少千克及厂房的产湿量。大 气压力 B=101325Pao解： 厂 房 的 余 湿：Ad = 1000Ah = 1000 x 16500 =2.357kg/h 87000查图得 h2=49.84 kJ/kg , hl=35 kJ/kg, dl=6.3 g/kg(a)Q送干空气里 ma= h2nr=1112 kg/h送风量 m = m (1 +0.001dl) =1.12X i03kg/h91压力为O.IMPa,温度为20的空气，分别以 100、300、500及1000m/s的速度流动，当被可逆 绝热滞止后，问滞止温度及滞止压力各多少？解：hi=CpTl =1.01X293=296kJ/kgC2 ho=hi+2当 c=100m/s 时：hho=3Ol kJ/kg , To = 广 =298K pTqP()= pl(力)kT=0.106 MPa 1当 c=300m/s 时：ho=341 kJ/kg, To=337.6K, po=O.158MPa当 c=500m/s 时：ho=421 kJ/kg, To=416.8K, po=O.33MPa 当 c=1000m/s 时：ho=796 kJ/kg, To=788.1K, po= 0.308MPa 9-2质量流量m= Ikg/S的空气在喷管内作定焙流 动，在截面1-1处测得参数值pi= 0.3MPa, tl = 200, cl=20m/so在截面22处测得参数值p2 = 0.2MPao求2-2截面处的喷管截面积。解：P =Ppl = 0.528 X 0.3 = 0.1584>0.2 MPaC采用渐缩喷管。cl=20m/s较小忽略。因此2-2截面处是临界点=Tl( p2 I =421KT 料)k2v2 = RT 2 = 0.6m3/kgP2cl2kRTllp2 jc2 = I k_ 1/T, k = 323m/s K 1-(Pl)f 2 = v2 x mc2f 2 = v2 x mc2= 0.00 85m39-3渐缩喷管进口空气的压力pi= 2.53MPa, tl = 80, cl=50m/so喷管背压pb= 1.5MPao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=lcm2,求质量流量。解：p = ppi = 0.528 x 2.53=1.33<1.5 MPa C没有到临界。滞止温度：T 0 = Tl + C12 =354.24K2cPTO k滞止压力：pO = pl(44- ) =2.56 MPa0 |2kRT0ri jC2= Ll= 317.5 m/sk-1 PO)T2 = T1(r?尸钊“k =304Kv2 = RT 2 = 0.058 ms/kgP2m = f 2c2 = 0.55 ms/s v29-4如上题喷管背压pb= O.IMPao求喷管出口的气 流速度及质量流量？解：P =Pl = 0.528 X 2.53=1.33 MPa>pb所以渐缩喷管进口截面压力p2=pc=1.33 MPa由定焙过程方程可得：（按cl=O处理）T2Tl(p2 Pl)=294Kc2=a= x; KRT 2 =344 m/sv2 = 0,0634 m37kgf2c2m = 0.543 ms/sv29-5空气流经喷管作定端流动，已知进口截面上空 气参数 pi=0.7MPa, tl=947, cl=0m/So 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m = 0.5 kg/so试选择喷管类型，计算喷 管出口截面处的流速及出口截面积。解：（1） p2=0.5MPaP = Pp