化工熱力學(xué) 習(xí)題解答

1、第六章 習(xí)題解答1. 求算在流動(dòng)過(guò)程中溫度為540，壓力為5.0MPa的1kmol氮?dú)馑芙o出的理想功為多少？取環(huán)境溫度為15，環(huán)境壓力0.1MPa。氮?dú)獾哪柖▔簾崛軨p=17.86+4.27×10-3T kJ·kmol-1·K-1。2. 某廠有一輸送90熱水的管道，由于保溫不良，到使用單位時(shí)，水溫已降至70，試求水溫降低過(guò)程的熱損失與損失功。設(shè)大氣溫度為25。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。3.有一逆流式換熱器，利用廢氣加熱空氣?？諝鈴?.1MPa、20的狀態(tài)被加熱到125，空氣的流量為1.5kg·s-1。

2、而廢氣從0.13 MPa、250的狀態(tài)冷卻到95?？諝獾谋榷▔簾崛轂?.04kJ·kg-1·K-1，廢氣的比定壓熱容為0.84kJ·kg-1·K-1，比定容熱容為0.63kJ·kg-1·K-1。假定空氣與廢氣通過(guò)換熱器的壓力與動(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0.1MPa、20。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：4.某制冷裝置采用了R12為制冷劑，以25的飽和液體狀態(tài)進(jìn)入節(jié)流閥，離開(kāi)閥的溫度為-20。（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

3、冷劑從環(huán)境吸收5.0kJ·kg-1熱量，此時(shí)有效能的損失又為多少？設(shè)環(huán)境溫度27，壓力0.1 MPa。查表得，絕熱S(-20)-S(25)0.01；不絕熱S(-20)-S(25)0.05（1）（2）5. 某工廠的高壓蒸氣系統(tǒng)，每小時(shí)能產(chǎn)生3.5t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。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，

4、環(huán)境溫度298.15K。解：方案1：8. 有一單級(jí)壓縮機(jī)壓縮丙烷，吸入壓力為0.3 MPa，排出壓力2.8 MPa，進(jìn)壓縮機(jī)溫度為20，處理量為20kmol·h-1。如果壓縮機(jī)在絕熱可逆下操作，問(wèn)所需功率為多少？已知丙烷的摩爾定壓熱容為Cp=5.4+0.02T(kJ·kmol-1·K-1) T=914.48K9. 一朗肯循環(huán)蒸氣動(dòng)力裝置的鍋爐供應(yīng)2.45 MPa（絕壓）、430的過(guò)熱蒸氣給透平機(jī)，其流量為25200kg·h-1。乏汽在0.0135 MPa壓力下排至冷凝器。冷卻水溫21。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

5、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）如果一循環(huán)在鍋爐的沸點(diǎn)223接受熱量，在21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0.29 MPa、13800kg的蒸氣作其他用途，剩余部分仍膨脹至0.0135 MPa，求透平所做的功。（1）（2）（3）11.壓縮機(jī)出口氨的壓力為1.013MPa，溫度為30，若按下述不同的過(guò)程膨脹到0.1013MPa，試求經(jīng)膨脹后氨的溫度為多少？ （1）絕熱節(jié)流膨脹； （2）可逆絕熱膨脹。解：（1）絕熱節(jié)流膨脹過(guò)程是等焓過(guò)程，從P-H圖上沿著等焓線可找到終態(tài)2為0.1MPa溫度為10。 （2）可逆絕熱膨脹