化工熱力學(xué)習(xí)題解答-0805

1、第六章習(xí)題解答1. 求算在流動(dòng)過(guò)程中溫度為540C，壓力為的Ikmol氮?dú)馑芙o出的理想功為 多少取環(huán)境溫度為15C,環(huán)境壓力。氮?dú)獾哪柖▔簾崛?G=+x 10T kJkmol-1 K-1Wjd 二 H To S288.1534H=27.864.2710 T dT =1.58610813.15288.15小27.864.2710 3 Tp2S 二 ndT R In31.14532.525= 1.38TP1813.1544Wid 二 1.58610288.151.38 = 1.626102. 某廠有一輸送90C熱水的管道，由于保溫不良，到使用單位時(shí)，水溫已降至 70 C,試求水溫降低過(guò)程的熱損

2、失與損失功。設(shè)大氣溫度為25C。解：管道中壓力沒(méi)有變化，且壓力對(duì)焓、熵的影響可忽略，故采用飽和水的數(shù)據(jù) 計(jì)算。t2比二 292.98 376.92二 83.94CpdT 二 H2T2T1Wl = T0 Sg = 298.15(0.044 = 13.119Q83.94Sg = S2 S10.9549 1.19250.044T02983.有一逆流式換熱器，利用廢氣加熱空氣。空氣從、20r的狀態(tài)被加熱到125C，空氣的流量為s-1。而廢氣從 MPa、250C的狀態(tài)冷卻到95C?？諝獾谋榷▔簾崛轂閗g-1 K-1，廢氣的比定 壓熱容為kg-1K-1，比定容熱容為kg-1K-1。假定空氣與廢氣通過(guò)換熱器

3、的壓力與動(dòng)能變化可忽略不計(jì)，而且換熱器與環(huán)境無(wú)熱量交換，環(huán)境狀態(tài)為、20C。 試求：(1)換熱器中不可逆?zhèn)鳠岬挠行軗p失D (2)換熱器的有效能效率解：1 空氣；2 廢氣m1 cp1 T1 T1 二 m2cp2 T2 T21.51.04 (12520) = m2 0.84 (25095)1638 二 1.26kg s 1130.2D 二 T Sg 二 Tm2 S2 二 293398.151.51.04 ln -293.15368.151.260.84 ln -523.15二 30.966kJ s 1inB 二 B?二 0 m2 Cp2 (25020)523.15T0 m2 cp2 ln 罰m2

4、 cp2v2In0.130.1B 二1.260.84 230293 (1.260.84 0.5791.260.21 0.262)二 84.19kJ s 1in398.15B = B1，m1 cp1 (125 20) T0m!cp1 1 n 聞5368.15m2 cp2 (95 20) T0m2cp2 ln 麗y5T0m2Cp2cv2 ln -0-1-3v2 0.1outB 二(1.51.04 105 2931.5 1.04 0.3061.260.84 752931.26 0.840.2282931.26 0.21 0.262) z 52.92kJ soutout 52.92b0.629B b

5、84.19in4. 某制冷裝置采用了 R12為制冷劑，以25C的飽和液體狀態(tài)進(jìn)入節(jié)流閥，離開(kāi) 閥的溫度為-20C。(1)假設(shè)此節(jié)流過(guò)程為絕熱的，其有效能損失為多少(2)若 節(jié)流過(guò)程中制冷劑從環(huán)境吸收kg-1熱量，此時(shí)有效能的損失又為多少設(shè)環(huán)境溫 度27C，壓力MPa。B= H T0 S查表得，絕熱 S(-20C )-S(25C) ;不絕熱 S(-20C )-S(25C 尸(1) B 二 0 3000.01 3kJ kg 1(2) B 二 5 3000.05 二 10kJ kg 15. 某工廠的高壓蒸氣系統(tǒng)，每小時(shí)能產(chǎn)生中壓冷凝水，再經(jīng)閃蒸產(chǎn)生低壓汽回收利用，試比較下列兩種回收方案的有效能損失。

6、方案1:中壓冷凝水1直線進(jìn)入閃蒸器，產(chǎn)生低壓蒸氣2和低壓冷凝水3;方案2:中壓冷凝水經(jīng)鍋爐給水預(yù) 熱器和鍋爐給水5換熱變?yōu)闇囟容^低的中壓過(guò)冷水 4,再進(jìn)入閃蒸器，仍產(chǎn)生低 壓蒸氣和低壓冷凝水3。兩方案入習(xí)題圖2所示。各狀態(tài)的狀態(tài)參數(shù)和焓值、熵 值如下表。假定忽略過(guò)程的熱損失，環(huán)境溫度。解：7方 S6=874.0653.1298.15 (1.88872.3744 )=76.089h 二 口（1x)hg x676.1二 631.4(1 x)2744.3xx 二 0.021161 1s = S(1x)sg xs = 1.8380 (10.02116 )6.83080.02116 = 1.944kJ

7、kgKwl 二T0St 二Tq m s? s 1二 298.15 3.53103 (1.94452.4213 ) = 4.981105kJ所以總的損失功為1 kgWl 二 T0 二 TmS2 S二 298.153.510 (2.466 2.4213 二 4.665 10 kJ3D41 3.5 103 W l =3576.923 3.5 1034.98110 = 2.2898.有一單級(jí)壓縮機(jī)壓縮丙烷，吸入壓力為MPa,度為20C，處理量為20kmol h-1 為多少已知丙烷的摩爾定壓熱容為105排出壓力 MPa,進(jìn)壓縮機(jī)溫如果壓縮機(jī)在絕熱可逆下操作，問(wèn)所需功率Cp=+（kJ kmol-1 K-1

8、）T(5.40.02T) dTT293.15RlnP?P1T5.4l n293.150.02 (T 293.15)18.57=0T=914.48Ws = 20 H = 20(5.4293.150.02T) dT =2.172105 = 60.33kWh9. 一朗肯循環(huán)蒸氣動(dòng)力裝置的鍋爐供應(yīng) MPa（絕壓）、430E的過(guò)熱蒸氣給透平 機(jī)，其流量為25200kg - h-1。乏汽在 MPa壓力下排至冷凝器。冷卻水溫 21C。 假定透平是絕熱可逆的，冷卻器出口是飽和液體，循環(huán)水泵將冷凝液打回鍋爐 的過(guò)程也是絕熱可逆過(guò)程。求：（1）透平所做的功；（2）泵功；（3）每千克蒸 氣從鍋爐中吸收的熱量；（4）

9、如果一循環(huán)在鍋爐的沸點(diǎn)223C接受熱量，在21C 冷凝排出熱量，求最大功；（5）如果每小時(shí)從工藝蒸氣中抽出MPa、13800kg的蒸氣作其他用途，剩余部分仍膨脹至MPa,求透平所做的功。(1)Ws 二 H N 二 H2 H1 NH 3335.6S 7.254S?二 S?l (1 x)S?v xS2 = S 7.2548.0763x0.7038(1 x) 7.254= 0 x = 0.888H H2l (1 x) H2Vx = 2592.1x209.33(1力二 2.325103Ws 二(2325 3335.6)25200 二 2.547 107 kJ h(2)H4 H3 = VH2oL P= 1.001810 3 (2.450.0135 103= 2.441kJ kg泵功二 2.44125200 二 6.151410 kJ h(3)H3 = 83.96H4 = 86.401Q 吸=H1H4 = 3335.686.401 = 3249.2kJ kg因課本的圖表無(wú)法查得所需數(shù)據(jù),紅色表示該值為假設(shè)值，本題僅顯示解題思路。11.壓縮機(jī)