工程熱力學全部課件

第1章熱力學基礎知識教材P15：1-1、鍋爐出口過熱蒸汽的壓力為13.9MPa，當?shù)卮髿鈮毫?.1MPa，求過熱蒸汽的絕對壓力為多少MPa？解：絕對壓力P=相對壓力Pg+大氣壓力PbP=13.9+0.1=14.0（MPa）教材P15：1-2、某凝汽器真空計讀數(shù)為9.5×104Pa，氣壓計讀數(shù)為750mmHg，求凝汽器內(nèi)的絕對壓力為多少Pa？解：絕對壓力P=大氣壓力Pb-真空度Pv=750×133.3-95000=4975（Pa）第1章熱力學基礎知識教材P15：教材P15：1第1章熱力學基礎知識教材P15：1-1、鍋爐出口過熱蒸汽的壓力為13.9MPa，當?shù)卮髿鈮毫?.1MPa，求過熱蒸汽的絕對壓力為多少MPa？解：絕對壓力P=相對壓力Pg+大氣壓力PbP=13.9+0.1=14.0（MPa）教材P15：1-2、某凝汽器真空計讀數(shù)為9.5×104Pa，氣壓計讀數(shù)為750mmHg，求凝汽器內(nèi)的絕對壓力為多少Pa？解：絕對壓力P=大氣壓力Pb-真空度Pv=750×133.3-95000=4975（Pa）第1章熱力學基礎知識教材P15：教材P15：2教材P15：

1-3、如果氣壓計讀數(shù)為99.3KPa，試計算：（1）表壓力為0.06MPa時的絕對壓力；（2）真空度為4.4KPa時的絕對壓力；（3）絕對壓力為65KPa時的真空度（4）絕對壓力為0.3MPa時的表壓力。解：（1）絕對壓力P=Pb+PgPg=99300+60000=159300（Pa)Pg=159.3（KPa）（2)P=Pb-Pv=99.3-4.4（3）Pv=Pb-P=99.3-65P=98.9（KPa）Pv=34.3（KPa）（4）Pg=P-Pb=300000-99300=200700（Pa）=200.7(KPa)教材P15：解：（1）絕對壓力P=Pb+Pg3教材P15：1-4、鍋爐煙道中的煙氣常用如圖所示的斜管測量。若已知斜管傾角α=30o，壓力計使用ρ=0.8ɡ/cm3的煤油，斜管中液體長度為200mm，當?shù)卮髿鈮毫?.1MPa。試求煙氣絕對壓力為多少MPa？解：靜止流體只能承受壓力作用（即靜壓力方向垂直向下）煙氣絕對壓力P=Pb-ρgLsinαP=100000-0.8×1000×9.8×0.2×0.5=99216（Pa）P=0.099216（MPa）教材P15：1-4、鍋爐煙道中的煙氣常用如圖所示的斜管測量。4教材P15：1-5、一容器被剛性壁分成兩部分，容器兩部分中裝有不同壓力的氣體，并在各部分裝有測壓表計，如圖所示。其中C為壓力表，讀數(shù)為110KPa，B為真空表，讀數(shù)為45KPa。若當?shù)卮髿鈮毫?7KPa，求壓力表A的讀數(shù)為多少KPa？

解：因為C為壓力表，說明左邊容器內(nèi)的絕對壓力大于大氣壓力，故其絕對壓力P左=Pb+Pc=97+110=207（KPa）；因為B為真空表，說明左邊容器內(nèi)的絕對壓力小于右邊容器內(nèi)的絕對壓力，故右邊容器內(nèi)的絕對壓力P右=207+45=252（KPa）；故壓力表A的讀數(shù)為PA=P右-Pb=252-97=155（KPa）P左P右教材P15：1-5、一容器被剛性壁分成兩部分，容器兩部分中5教材P262-1、某電廠汽輪發(fā)電機組的功率為300MW，若發(fā)電廠效率為31%，試求：（1）該電廠每晝夜要消耗標準煤多少噸？（2）每發(fā)1KWh的電要消耗多少克標準煤？（3）若發(fā)電廠效率提高了1%，每發(fā)1KWh電要節(jié)約多少克標準煤？該電廠每晝夜要節(jié)約標準煤多少噸？解：（1）由BQη=3600Pe得BQη=3600Pe31%×29270B=3600×300×103B≈119.03(t標準煤/h),

每晝夜要消耗24×119.03≈2856.7(t標準煤)

(2)bSQη=3600bs=3600/Qη

bs=3600/31%×29270≈396.75(g標準煤/h)；

(3)

bS’=3600/32%×29270≈384.35(g標準煤/h)，

故每發(fā)1KWh電要節(jié)約

ΔbS=bS-bS’=396.75-384.35=12.43(g標準煤/h)(4)B’=3600×300×103/32%×29270≈115.31(t標準煤/h)每晝夜要節(jié)約ΔB=24×（B-B’）

ΔB=24×

（119.03-115.31）=89.28(t標準煤)第2章熱力學第一定律教材P262-1、某電廠汽輪發(fā)電機組的功率為300MW，若6教材P26習題:2-2、氣體在某一過程中吸收了54kJ的熱量，同時熱力學能增加了94kJ，此過程是膨脹過程還是壓縮過程？系統(tǒng)與外界交換的功是多少？解：由ΔU=Q-W得，W=Q-ΔU=54-94=-40（kJ）。因為W<0，所以此過程是壓縮過程，外界對系統(tǒng)作功40kJ。習題P26習題:2-3、某閉口系經(jīng)一熱力過程，放熱8kJ，對外作功26kJ。為使其返回原狀態(tài)，對系統(tǒng)加熱6kJ，問需對系統(tǒng)做多少功？解：由ΔU=Q-W得，ΔU=（-）8-26=-34（KJ）當使其返回原狀態(tài)時，ΔU=34（KJ）再由ΔU=Q-W，即34=（+）6-W2得：W2=-28（KJ），即：外界對系統(tǒng)做28KJ的功。教材P26習題:2-2、氣體在某一過程中吸收了54kJ的熱7解：由狀態(tài)a沿途徑acb變化到b時，由ΔU=Q-W=（+）80-（+）30=50（KJ）（1）如果沿途徑adb變化時，ΔU不變，由ΔU=Q-W，即50=Q-（+）10，得Q=60KJ，Q大于零，故工質(zhì)吸熱60KJ。（2）當工質(zhì)沿直線途徑從b返回a時，ΔU=-50KJ，由ΔU=Q-W，即-50=Q-（-）20得：Q=-70KJ，此時工質(zhì)對外放熱。P26教材2-4、一閉口系中工質(zhì)由狀態(tài)a沿途徑acb變化到b時吸入熱量80kJ，并對外作功30kJ，如圖所示。問：（1）如果沿途徑adb變化時，工質(zhì)對外作功10kJ，則工質(zhì)吸熱多少？（2）當工質(zhì)沿直線途徑從b返回a時，外界對工質(zhì)作功20kJ，此時工質(zhì)是吸熱還是放熱？量為多少？pvabdc0解：由狀態(tài)a沿途徑acb變化到b時，由ΔU=Q-W=（+）88教材P26

2-5、某鍋爐的進口焓值為1197.3kJ/kg，出口焓值為3394.3kJ/kg蒸發(fā)量為1025t/h。假定煤的發(fā)熱量為22000kJ/kg，鍋爐效率為91%。試確定該鍋爐每小時的燃煤量。解：由Q=m（h2-h1）Q=1025×103(3394.3-1197.3)≈2.252×109(KJ/h)Q=(B×22000)91%B煤=112.5(t/h)P26習題2-6、某蒸汽動力裝置，蒸汽流量為40t/h，汽輪機進口處壓力表讀數(shù)為9MPa，進口焓為3440kJ/kg，出口焓為2245kJ/kg，真空表讀數(shù)為95KPa，當?shù)卮髿鈮毫?8.6KPa，試求；（1）汽輪機進、出口處絕對壓力各為多少？（2）汽輪機的功率為多少？（3）若汽輪機對環(huán)境放熱6.3×103kJ/h，則汽輪機的功率又為多少？（4）若進、出口處蒸汽流速分別為60m/s和140m/s時，對汽輪機的功率有多大影響？教材P262-5、某鍋爐的進口焓值為1197.3kJ/kg9解：（1）汽輪機進口處絕對壓力為：P1=Pg+Pb=9+0.0986=9.0986（MPa）出口處絕對壓力為P2=P-Pv=98.6-95=3.6（KPa）

（2）1Kg蒸汽在汽輪機中所作的軸功：wS=（h1-h2）=（3440-2245）=1195（kJ/kg）

因WS

=qm×wS,且流量qm=40×103Kg/h，

所以蒸汽每小時在汽輪機中所作的軸功：

WS=qm×wS=40×103×1195=4.78×107（KJ/h）

功率：P=WS/t=4.78×107/3600≈13278（KW）

（3）由能量平衡：qm×h1=qm×h2+3600×P+q，得功率：

P=【qm（h1-h2）-q】/3600=【40×103×(3440-2245）-6.3×103】/3600=13276.03（KW）

（4）（c22-c12）/2=8（kJ/kg）wS=（h2-h1）-（c22-c12）/2=1187（kJ/kg）相對誤差為：（8/1187）×%=0.67%。解：（1）汽輪機進口處絕對壓力為：P1=Pg+Pb=9+010第3章理想氣體的熱力性質(zhì)及基本熱力過程教材P48

：3-1、已知室內(nèi)一氧氣瓶容積為40×10-3m3，，瓶內(nèi)氧氣的表壓力為15×105Pa，室溫20℃。若大氣壓力為0.1MPa，求瓶內(nèi)所儲存的氧氣的質(zhì)量為多少？解：已知：P=（15+1）×105Pa（絕對壓力），Rg=8314/32T=273+20=293K，代入公式：教材P48：3-2、一定量的空氣在標準狀態(tài)的容積為3×104m3，若通過加熱器把它定壓加熱到270℃，其容積變?yōu)槎嗌?？解：已知：V1=3×104m3，T1=273K，P1=P2，T2=273+270=543K代入P1V1/T1=P2V2/T2，求得：V2=5.97m3第3章理想氣體的熱力性質(zhì)及基本熱力過程教材P48：3-113-3、某鍋爐送風機出口壓力表上的讀數(shù)為5.4×103Pa，風溫為30℃，風量為2.5×103m3/h，當?shù)卮髿鈮毫?.1MPa，求送風機出口每小時送風量為多少標準立方米？解：已知:P=（5.4×103+0.1×105）,T=273+30=303K,V=2.5×103m3/h，PO=0.1MPa，TO=273K,代入PV/T=POVO/TO，求得：V0=347m3/h3-4、一容器中盛有壓力為5×105Pa，溫度為30℃的二氧化碳氣體。容器有一個未被發(fā)現(xiàn)的漏洞，直至壓力降為3.6×105Pa時才被發(fā)現(xiàn)。這時的溫度為20℃。若最初的質(zhì)量為25Kg，試計算到發(fā)現(xiàn)時漏掉的氣體的質(zhì)量。已知:P1=5×105Pa,T1=303K,P2=3.6×105Pa，T2=293K,m1=25Kg,V1=V2。解：由P1V1=m1RgT1得:V1=m1RgT1/P1=2.863(m3)由m2=P2V2/RgT2得:m2=18.6(Kg)。故：Δm=m1-m2=6.4(kg)。3-3、某鍋爐送風機出口壓力表上的讀數(shù)為5.4×103Pa123-5、活塞式壓氣機將氮氣壓入貯氣罐中，壓氣機每分鐘吸入溫度為15℃、壓力為0.1MPa的氣體0.2m3。貯氣罐的體積為9.5m3，問經(jīng)過多少時間才能把罐內(nèi)的氣體絕對壓力提高到0.7MPa，溫度為50℃？壓氣機開始工作時，貯氣罐上各儀表為Pg=0.05MPa,t=17℃。解：氮氣的氣體常數(shù)Rg=R/28=8314/28≈297（J/KgK）,(1)壓氣機每分鐘吸入貯氣罐中的氮氣質(zhì)量：

m=PV/RgT=100000×0.2/（297×288）=0.23(Kg)

(2)貯氣罐中原有的氮氣質(zhì)量：P1=0.05+0.1=0.15MPa,T1=273+17=290K,V1=9.5m3,m1=P1V1/RgT1=150000×9.5/（297×290）=16.54(Kg)(3)貯氣罐中后來的氮氣質(zhì)量：P2=0.7MPa,T2=273+50=323KV2=9.5m3,m2=P2V2/RgT2=700000×9.5/（297×323）=69.32(Kg)(4)貯氣罐中增加的氮氣質(zhì)量：Δm=m2-m1=52.78(Kg)(5)所需要的時間:52.78/0.23=229.5(分鐘)=3.82(小時)3-5、活塞式壓氣機將氮氣壓入貯氣罐中，壓氣機每分鐘吸入溫度133-6、在容積為0.3m3的封閉容器內(nèi)裝有氧氣，其壓力為300KPa，溫度為15℃，問應加入多少熱量可使氧氣溫度上升到800℃？解：（1）按定值比熱容計算，用容積比熱容計算。標準狀態(tài)下的體積：Vo=P1V1TO/T1Po=300×103×0.3×273/1.01325×105(273+15)V0=0.85m3，定容容積比熱容:Cv’=(5R/2)/22.4=0.85（KJ/標準m3·K），加入熱量Q=VoCv’（T2-T1）=622（KJ）；用質(zhì)量比熱容計算。由m=P1V1/RgT1=1.2(Kg)，定值質(zhì)量比熱容Cv=(5R/2)/32=650（J/Kg·K），加入熱量Q=mCv（T2-T1）=613.02（KJ）。

（2）按平均比熱容計算，Q=m（CV|0800×800-CV|015×15）Q=1.052×(0.756×800-0.7426×15)=624.5(KJ)3-6、在容積為0.3m3的封閉容器內(nèi)裝有氧氣，其壓力為3143-7、某燃煤鍋爐送風量Vo=15000m3/h，空氣預熱器把空氣從20℃加熱到300℃，用平均比熱容求每小時需加入的熱量。解：3-8、某封閉容器的容積為3m3，內(nèi)裝有P1=0.25MPa，t=27℃的氧氣，若定容加熱這部分氧氣到t2=120℃，求需要加入多少熱量？（設比熱容為定值）解:V0=P1V1T0/P0T1=6.83(m3),Q=V0（CV’|0120×120-CV’|027×27）Q=6.83×（0.9504×120-0.9382×27）=606(KJ)3-7、某燃煤鍋爐送風量Vo=15000m3/h，空氣預熱器153-9、將1Kg氮氣由30℃定壓加熱到400℃，分別用定值比熱容、平均比熱容計算其熱力學能和焓的變化。解:

（1）按定值比熱容計算，熱力學能的變化

Δu=CVΔT,CV=CV,M/M,CV,M=5R/2,故：Δu=200(KJ/Kg)

焓的變化

Δh=CpΔT,CP=CP,M/M,CP,M=7R/2,故：Δh=288(KJ/Kg)(2)

按平均比熱容計算，

熱力學能的變化

Δu=CVΔT=CV|0400×400-CV|030×30）Δu=0.76×400-0.7426×30=282(KJ/Kg)

焓的變化

Δh=CpΔT=CP|0400×400-CP|030×30）Δh=1.057×400-1.0393×30=392(KJ/Kg)3-9、將1Kg氮氣由30℃定壓加熱到400℃，分別用定值比163-10、2Kg的二氧化碳，由800KPa，900℃膨脹到120KPa，600℃，試利用定值比熱容求其熱力學能、焓和熵的變化。解:

1、熱力學能的變化:ΔU=mCVΔT,其中，CV=CV,m/M,CV,M=7R/2,代入數(shù)據(jù)得:ΔU=-397(kJ)

2、

焓的變化:Δh=mCpΔT,其中，CP=CP,M/M,CP,M=9R/2,則:CP=9R/2M=0.85(kJ/kgK),代入數(shù)據(jù)得:Δh=-510(kJ)

3、熵的變化:ΔS=m[CP

Ln（T2/T1）-RgLn（P2/P1)],Rg=R/M=8.314/44=0.19(kJ/kgK),把已知條件代入得ΔS=0.22(kJ/kgK)3-10、2Kg的二氧化碳，由800KPa，900℃173-11、如圖所示為絕熱剛性容器，中間用隔板隔開。A側充滿空氣，B側為真空。已知VA=0.03m3,Pa=600KPa，TA=300K,VB=0.03m3。抽去隔板后，氣體充滿整個空間。待重新平衡后，試求：（1）氣體熱力學能的變化量；（2）氣體熵的變化量。（設比熱容為定值）解:（1）取整個絕熱剛性容器為熱力系,因為容器為絕熱的,Q=0,又因為工質(zhì)與外界無功的交換,W=0,由熱力學第一定律:Q=ΔU+W,得ΔU=0。（2）ΔS=m[CVLn（T2/T1）+RgLn（V2/V1）],其中：m=PV/RgT=600000×0.03/(287×573)=0.21(Kg),LnT2/T1=0(∵ΔU=0,T2=T1)V2/V1=2,代入得:ΔS=41.6(J/KgK)3-11、如圖所示為絕熱剛性容器，中間用隔板隔開。A側充滿空183-12、已知空氣由氮氣和氧氣組成。質(zhì)量分數(shù)為ωN2=0.765，ωO2=0.235。試求氮氣和氧氣的容積分數(shù)、空氣的折合分子量和氣體常數(shù)，空氣處于標準狀態(tài)下的比體積以及氮氣和氧氣的分壓力。解：(1)折合氣體常數(shù)：Rg=ωN2RgN2+ωO2RgO2Rg=0.765×8314/28+0.235×8314/32=288(J/KgK)折合分子量:M=R/Rg=8314/288=28.87(2)氮氣的容積分數(shù):由ωN2=ФN2MN2/M,即0.765=ФN228/28.87得ФN2=0.798氧氣的容積分數(shù):由ωO2=ФO2MO2/M,即0.235=ФO232/28.87,得ФO2=0.211(3)標準狀態(tài)下的比體積:由POVO=RgTO,即1×105VO=288×(273+0),得:VO=0.768Kg/M3

(4)標準狀態(tài)下的氮氣的分壓力:PN2=ФN2P0=0.789×0.1MPa=0.0789(MPa)標準狀態(tài)下的氧氣的分壓力:PO2=ФO2P0=0.211×0.1MPa=0.0211(MPa)3-12、已知空氣由氮氣和氧氣組成。質(zhì)量分數(shù)為ωN2=0.7193-13、煙氣由二氧化碳、氧氣、氮氣和水蒸汽組成。已知100m3的煙氣中的組元的分容積分別為VCO2=12.5m3，VN2=73m3，VH2O=8.5m3，求（1）各組元的分容積分數(shù)；（2）混合氣體的折合千摩爾質(zhì)量；（3）混合氣體的折合氣體常數(shù)；（4）各組元在標準狀態(tài)下的分壓力。解:（1）各組元的分容積分數(shù):ФCO2=VCO2/V=12.5/100=0.125ФN2=VN2/V=73/100=0.73,ФH2O=VH2O/V=8.5/100=0.85ФO2=1-ФCO2-ФN2-ФH2O=1-0.125-0.73-0.85=0.06（2）混合氣體的折合千摩爾質(zhì)量:Meq=ФCO2MCO2+ФN2MN2+ФH2OMH2O+ФO2MO2=29.39

(3)混合氣體的折合氣體常數(shù):Rg,eq=R/Meq=8314/29.39=283((J/KgK)(4)各組元在標準狀態(tài)下的分壓力

(設P0=101325Pa)PCO2=ФCO2P0=0.125×101325=12666(Pa)PN2=ФN2P0=0.73×101325=73976(Pa)PH2O=ФH2OP0=0.085×101325=8613(Pa)PO2=ФO2P0=0.06×101325=6080(Pa)3-13、煙氣由二氧化碳、氧氣、氮氣和水蒸汽組成。已知100203-14、1Kg空氣從相同初態(tài)P1=0.1MPa，t1=27℃，分別經(jīng)定容和定壓兩過程至相同終溫t2=135℃，試求兩過程終態(tài)壓力、比體積、吸熱量、膨脹功和技術功，并將兩過程示意地表示在同一p-v圖和T-s圖上。（設比熱容為定值）2/定壓2定容2定容2/定壓11PST00V3-14、1Kg空氣從相同初態(tài)P1=0.1MPa，t1=2721解:1、定容過程:(1)P1/T1=P2/T2，即0.1/(273+27)=P2/(273+135),得:P2=0.136(MPa)(2)v=RgT/P=287×300/(0.1×106)=0.861(Kg/m3)(3)q=CVΔT=（5R/2M）×(135-27)=〔5×8.314/(2×28.96)〕×108q=77.5(KJ/Kg)(4)W=0(5)Wt=v(P1-P2)=0.861×(0.1-0.136)×106=-3.1×104(J/Kg)2、定壓過程:(1)P2=P1=0.1(MPa)(2)V1/T1=V2/T2，即0.861/(273+27)=V2/(273+135),得:V2=1.171(Kg/m3)(3)q=CPΔT=7R/2M×(135-27)=〔7×8.314/(2×28.96)〕×108q=108.5(KJ/Kg)(4)W=P(V2-V1)=0.1×106×(1.171-0.861)=3.1×104(J/Kg)(5)Wt=0解:1、定容過程:2、定壓過程:22作業(yè)：習題3-15、1Kg空氣從相同初態(tài)P1=0.6MPa，t1=27℃，分別經(jīng)定溫和絕熱兩可逆過程膨脹到P2=0.1MPa，試求兩過程終態(tài)溫度、膨脹功、技術功和熵變化。設比熱容為定值。

解:定溫和絕熱兩可逆過程在P-V圖和T-S圖上的過程如圖所示：1、定溫過程：（1）T2=T1=273+27=300（K）（2）膨脹功

(3)技術功Wt=W=14.9(kJ/kg)2/絕熱2等溫2等溫2/絕熱11PvTS00(4)熵變化作業(yè)：習題3-15、1Kg空氣從相同初態(tài)P1=0.6MP232、絕熱可逆過程（1）由

（2）膨脹功

(3)技術功

(4)ΔS=02、絕熱可逆過程243-16、1Kg氧氣先被定熵壓縮到它的容積減小一半，然后在定壓下膨脹到原來的容積。已知P1=0.1MPa，t1=27℃，，試畫出123過程的p-v圖和T-s圖，并計算123過程中氧氣與外界交換的熱量、膨脹功和熱力學能的變化量。解:123過程在p-v圖和T-s圖,如圖所示。T2/T1=（V1/V2）K-1，即T2/300=20.4,得:T2=396(K)P2/P1=（V1/V2）K，即:P2/0.1=21.4,得:P2=0.264(MPa)V2/V3=T2/T3,即:1/2=396/T3,得:T3=792(K)1.q123=q12+q23=0+CP(T3-T2)=7R/2M(T3-T2)q123=〔7×8.314/(2×32)〕×(792-396)=360(KJ/Kg)2.Δu123=u1-u2=CV(T3-T2)=5R/2M(T1-T2)△u123=5×8.314/(2×32)×(792-396)=257(KJ/Kg)3.W123=q123-Δu123=360-257=103(KJ/Kg)3-16、1Kg氧氣先被定熵壓縮到它的容積減小一半，然后在定25第4章熱力學第二定律4-1、設有一可逆熱機工作在溫度為1200K和300K的兩個恒溫熱源之間。試問熱機每作出1KWh功需從熱源吸收多少熱量？向冷源放出多少熱量？熱機的熱效率為多少？解：(1)熱機的(卡諾循環(huán))熱效率：4-2、一卡諾熱機工作在600℃和20℃的兩個恒溫熱源之間。設卡諾機每分鐘從高溫熱源吸熱1000KJ，試求（1）卡諾機的熱效率；（2）卡諾機的凈輸出功率為多少KW？（3）每分鐘向低溫熱源排除的熱量。第4章熱力學第二定律4-1、設有一可逆熱機工作在溫度為1264-3、兩臺卡諾機串聯(lián)工作。A熱機工作在700℃和t之間；B熱機工作在t和20℃之間。試計算在下述情況下的t值；（１）兩熱機輸出的功相同；（２）兩熱機的熱效率相同。解：（1）因為又因為求得t≈261℃4-3、兩臺卡諾機串聯(lián)工作。A熱機工作在700℃和t之間；B274-4、一卡諾熱機的熱效率為40％，若它自熱源吸熱4000kJ/h，而向27℃冷源放熱，試求熱源的溫度及循環(huán)凈功。4-5、某熱機在T1=2000Ｋ的熱源與T２=300Ｋ的冷源之間循環(huán)工作，在下列情況下，試根據(jù)卡諾定理判斷該熱機循環(huán)可能否？可逆否？（1）Q１=2000kJ，W０=1800kJ；（2）Q２=2000kJ，Q１=2400kJ；（3）Q１=3000kJ，W０=2550kJ。4-4、一卡諾熱機的熱效率為40％，若它自熱源吸熱4000k284-6、某熱機循環(huán)，以溫度為300Ｋ的大氣為冷源，以溫度為180０Ｋ的燃氣為熱源。若在每一循環(huán)中工質(zhì)從熱源吸熱200KJ，試計算：(1)此熱量中最多可轉(zhuǎn)換成多少功？(2)如果在吸熱過程工質(zhì)與熱源之間存在200Ｋ的溫差，在放熱過程中工質(zhì)與冷源之間存在20Ｋ的溫差，則該熱量中最多可轉(zhuǎn)換成多少功？此時的熱效率是多少？(3)如果循環(huán)中，不僅存在上述的有溫差的傳熱，并且由于摩擦還使循環(huán)的功減少40kJ，此時的熱效率是多少？4-6、某熱機循環(huán)，以溫度為300Ｋ的大氣為冷源，以溫度為1294-7、某可逆熱機工作于1400K的高溫熱源和300K的低溫熱源之間，循環(huán)中工質(zhì)從高溫熱源吸熱5000KJ。求（１）高溫熱源、低溫熱源的熵變化量；（２）由兩個熱源和熱機等組成的孤立系統(tǒng)的總熵變化量。4-7、某可逆熱機工作于1400K的高溫熱源和300K的低溫304-8有一可逆熱機，工作在溫度為600℃和30℃的熱源和冷源之間。循環(huán)吸熱量Q1=3000ＫＪ。試求：（１）循環(huán)凈功；（２）冷源吸熱量及熵變；（３）如果由于絕熱膨脹過程中存在不了逆因素，使孤立系統(tǒng)的總熵增加0.2kJ/k，求冷源多吸收了多少熱量？循環(huán)少作多少功？4-8有一可逆熱機，工作在溫度為600℃和30℃的熱源和31第５章水蒸汽5-1、

給水泵進口處的水溫為160℃，為防止水泵中水汽化，此處壓力最小應維持多少？答：查飽和水與飽和蒸汽的熱力性質(zhì)表知，160℃水溫所對應的飽和水絕對壓力為：P=0.6177MPa(即應維持的最小絕對壓力)，則對應的最小表壓力(即相對壓力)Pg=P-Pb=0.6177-0.1=0.5177MPa5-2

已知水蒸汽P=0.5MPa，v=0.35m3/kg,問這是什么狀態(tài)?并用水蒸汽表求其它參數(shù)?∴該水蒸汽是濕蒸汽。其它參數(shù)：干度：hx=xh+（1-x）h’=0.933×2748.6+(1-0.933)×640.55=2608.4(KJ/kg)Sx=xs”+(1-x)s’=0.933×6.8214+(1-0.933)×1.861=6.489(KJ/kgK)答：查飽和水與飽和蒸汽的熱力性質(zhì)表知：P=0.5MPa所對應的飽和參數(shù)為：第５章水蒸汽5-1、給水泵進口處的水溫為160℃，325-3、已知水蒸汽P=3MPa，t=350℃,問這是什么狀態(tài)?并求其它參數(shù)?答：查表知：P=3MPa所對應的飽和水溫ts=233.89℃<t=350℃,∴該水蒸汽是過熱蒸汽。其它參數(shù)：查焓熵圖得：h”=3012(KJ/kg)，s”=6.75(KJ/kgK),V”=0.09m3/kg。5-4利用水蒸汽表及焓熵圖判定下列參數(shù)下的狀態(tài)并確定其h、s或x的值：（1）P=10MPa，t=200℃；答：P=10MPa所對應的飽和水溫ts=311.037℃>t=200℃,∴該工質(zhì)為未飽和水。h=855.86(KJ/kg),s=2.3176(KJ/kgK)（2）t=150℃，v=0.5m3/kg；答：由焓熵圖知：該工質(zhì)為過熱蒸汽。h=2756（(KJ/kg)，s=6.69(KJ/kgK)（3）P=1MPa，x=0.9；答：該工質(zhì)為濕蒸汽。h=2588（(KJ/kg)，s=6.15(KJ/kgK)（4）P=5MPa，t=400℃。答；該工質(zhì)為過熱蒸汽。h=3192（(KJ/kg)，s=6.65(KJ/kgK)5-3、已知水蒸汽P=3MPa，t=350℃,問這是什么狀335-5、練習水蒸汽表圖表的應用（1）由焓熵圖求P=2MPa，t=300℃的過熱蒸汽的焓，并用水蒸汽表校驗；答：由焓熵圖查得：h=3022（(KJ/kg)；由水蒸汽表查得：h=3022.6(KJ/kg)（2）由焓熵圖求P=3MPa的干蒸汽的溫度和比體積，并用水蒸汽表校驗；答：由焓熵圖查得：t”=234℃，V’=0.06m3/kg；由水蒸汽表查得：t”=233.893℃，V”=0.0667m3/kg（3）由焓熵圖求P=6MPa，x=0.8的濕蒸汽的焓，并用水蒸汽表通過計算進行校驗。答：由焓熵圖查得：h=2476（(KJ/kg)；用水蒸汽表計算得：hx=xh”+（1-x）h’=0.8×2783.8+(1-0.8)×1213.3=2470(KJ/kg)5-6、170℃的鍋爐給水，在壓力為P=4MPa下加熱成溫度為t=540℃的過熱蒸汽。鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量為D=130t/h，試確定每小時給水在鍋爐內(nèi)水變成過熱蒸汽所吸收的熱量。答：Q=D（h”-h）=130×103×（3534.9-721.17）=3.66×108(KJ)5-5、練習水蒸汽表圖表的應用（1）由焓熵圖求P=2MPa345-7、某汽輪機進口蒸汽參數(shù)為P1=7MPa，t1=500℃，出口蒸汽參數(shù)為P2=0.005MPa，蒸汽流量為3kg/s，設蒸汽在汽輪機中進行定熵膨脹過程,試求汽輪機產(chǎn)生的功率。答：P=D（h1-h2）=3×（3408.9-2686）P=2168.7(KW)5-8、蒸汽在P1=3MPa，x1=0.95狀態(tài)下進入過熱器，定壓加熱成過熱蒸汽后送入汽輪機，再絕熱膨脹到P2=0.01MPa，x2=0.83。求在過熱器中加給每千克蒸汽的熱量。答：加熱過程為點1到1’。q=h1’-h1=3192-2712=480（KJ/kg)S12x=1S12x=11’5-7、某汽輪機進口蒸汽參數(shù)為P1=7MPa，t1=500356-1、P1=1.4MPa，t1=300℃的蒸汽，經(jīng)漸縮噴管射入壓力為Pb=0.8MPa的空間，已知流量qm=1.8Kg/s，求噴管出口處蒸汽的流速和截面積。解：由焓熵圖知，噴管入口為過熱蒸汽狀態(tài)，βCr=0.546，Pcr=P1×βCr=1.4×0.546=0.764MPa<Pb=0.8MPa，所以漸縮噴管出口截面壓力P2=Pb=0.8MPa，沒有出現(xiàn)臨界狀態(tài)。（1）出口流速：（２）出口截面積：第６章蒸汽的流動S12x=1cr6-1、P1=1.4MPa，t1=300℃的蒸汽，經(jīng)漸縮366-2、水蒸汽初態(tài)為1.5MPa、400℃，經(jīng)漸縮噴管作絕熱流動，已知背壓為1MPa，噴管出口截面面積為2cm2，求出口流速及流量。若背壓降到0.5MPa，縮噴管出口流速及流量又為多少？解：已知噴管入口為過熱蒸汽狀態(tài)，βCr=0.546，Pcr=P1βCrPcr=1.５×0.546=0.819MPa（1）出口流速：因為Pcr<P2=１MPa，所以漸縮噴管出口截面壓力P2=１MPa，沒有出現(xiàn)臨界狀態(tài)。出口流量：（２）若背壓降到0.5MPa，小于臨界壓力Pcr，則漸縮噴管出口截面壓力P2=Pcr=0.819MPa，出現(xiàn)臨界狀態(tài)流動。出口流速：出口流量：S12cr6-2、水蒸汽初態(tài)為1.5MPa、400℃，經(jīng)漸縮噴管作376-3、初態(tài)為3MPa、300℃的蒸汽，經(jīng)縮放噴管絕熱膨脹到0.5MPa，已知流量qm=14Kg/s，求臨界流速、出口流速、臨界截面積和出口截面積。解：已知噴管入口為過熱蒸汽狀態(tài)，βCr=0.546，Pcr=P1×βCr=3×0.546=1.683MPa>0.5MPa，漸縮噴管出口截面壓力P2=Pcr=1.683MPa，喉部出現(xiàn)臨界狀態(tài)。（1）喉部計算：流速：（２）出口計算：流速:截面積：截面積：6-3、初態(tài)為3MPa、300℃的蒸汽，經(jīng)縮放噴管絕熱膨脹386-4、水蒸汽初態(tài)為1MPa、400℃，分別采用漸縮噴管和縮放噴管向大氣排汽，它們的排汽速度各為多少？解：Pcr=P1βCr=1×0.546=0.546MPa>Pb(大氣壓力)=0.1MPa（1）Pcr=0.546MPa>Pb=0.1MPa，所以漸縮噴管出口截面壓力出現(xiàn)臨界狀態(tài)流動。流速：（2）縮放噴管，出口截面未出現(xiàn)臨界狀態(tài)流動。流速：6-5、1.5MPa、x=0.98的濕蒸汽，流經(jīng)閥門后降壓到0.1MPa，求節(jié)流后的蒸汽溫度和過熱度。解：節(jié)流前、后的狀態(tài)分別為點1和1’由P1=1.5MPa、x=0.98交點1作水平線交P1’于1’點,查得節(jié)流后的蒸汽溫度:t1’=137℃，過熱度：D=t1’-tS=137-100=37（℃）,（tS=100℃為0.1MPa所對應的飽和蒸汽溫度）。6-4、水蒸汽初態(tài)為1MPa、400℃，分別采用漸縮噴管和396-6、P1=2MPa，t1=400℃的蒸汽，經(jīng)絕熱節(jié)流后壓力降為1.6MPa，再經(jīng)噴管射入背壓為1.2MPa的容器中，問應選用何種型式的噴管？若出口截面積為2cm2，求出口流速、質(zhì)量流量及因節(jié)流帶來的能量損失。將全部過程表示在h-s圖上。解：全部過程在h-s圖上，如下圖所示。Pcr=P1’·βCr=1.6×0.546=0.8736MPa<P2=1.2MPa，噴管出口截面未出現(xiàn)臨界狀態(tài)流動，所以應選用漸縮噴管。（1）出口流速：出口質(zhì)量流量：（2）節(jié)流前技術功：Wt=h1-h2=3244-3100=144（KJ/Kg），節(jié)流后技術功：Wt’=h1’-h2’=3244-3164=80（KJ/Kg）。能量損失：Wt-Wt’=144-80=64（KJ/Kg）。6-6、P1=2MPa，t1=400℃的蒸汽，經(jīng)絕熱節(jié)流40第7章蒸汽動力循環(huán)

7-1、某汽輪發(fā)電機組按朗肯循環(huán)工作，鍋爐出口蒸汽參數(shù)為P1=9MPa，t1=500℃，汽輪機排汽壓力為P2=0.004MPa。試求（1）排汽干度；（2）循環(huán)中加入的熱量；（3）循環(huán)的熱效率的汽耗率。解：由P1，t1查得：h1=3380KJ/Kg，由點1作垂線與P2交于2點，查得：h2=2020KJ/Kg，x2=0.776。根據(jù)P2在飽和水蒸汽表上查得h2’=121.3KJ/Kg。所以（1）排汽干度x2=0.776；（2）循環(huán)中加入的熱量q1=h1-h2’=3380-121.3=3258.7（KJ/Kg）；（3）循環(huán)的熱效率：有用功：w0=h1-h2=3380-2020=1360KJ/Kg，第7章蒸汽動力循環(huán)7-1、某汽輪發(fā)電機組按朗肯循環(huán)工作417-2、某汽輪發(fā)電機組按再熱循環(huán)工作，新蒸汽的參數(shù)為P1=10MPa，t1=540℃，再熱壓力為Pa=3MPa，再熱溫度為tb=540℃。排汽壓力為P2=0.004MPa，試計算再熱循環(huán)的熱效率、汽耗率及排汽干度，并畫出再熱循環(huán)的裝置圖和T-S圖。如不采用再熱，同參數(shù)的朗肯循環(huán)熱效率、汽耗率及排汽干度又是多少？ST124365baa4123再熱器ab汽輪機過熱器鍋爐凝汽器水泵7-2、某汽輪發(fā)電機組按再熱循環(huán)工作，新蒸汽的參數(shù)為P1=142解：查焓熵圖得：h1=3470KJ/Kg，ha=3104KJ/Kg，hA=2040KJ/Kg，xA=0.785，hb=3540KJ/Kg，h2=2224KJ/Kg，x2=0.861。根據(jù)P2=0.004MPa在飽和水蒸汽表上查得：h2’=121.3KJ/Kg（1）再熱循環(huán)的熱效率：w0=（h1-ha）+（hb-h2）w0=（3470-3104）+（3540-2224）=1682KJ/Kg；q1=（h1-h2’）+（hb-ha）q1=（3470-121.3）+（3540-3104）=3784.7KJ/Kg；（2）朗肯循環(huán)熱效率：w0=（h1-hA）=3470-2040=1430KJ/Kg，q1=h1-h2’=3470-121.3=3348.7KJ/Kg解：查焓熵圖得：h1=3470KJ/Kg，ha=3104437-3、具有一級抽汽的回熱循環(huán)的新蒸汽參數(shù)為P1=3.5MPa，t1=435℃，抽汽壓力為P0=0.4MPa，排汽壓力為P2=0.005MPa。試計算回熱循環(huán)的熱效率、汽耗率，并畫出循環(huán)的裝置示意圖和對應的T-S圖。同參數(shù)的朗肯循環(huán)的熱效率和汽耗率是多少？4123o鍋爐過熱器汽輪機水泵3’回熱器O’凝汽器1KgaKg(1-a)KgST124365o3’O’7-3、具有一級抽汽的回熱循環(huán)的新蒸汽參數(shù)為P1=3.5M44解：回熱循環(huán)的裝置示意圖和對應的T-S圖如下圖所示。查焓熵圖得：h1=3296KJ/Kg，h0=2772KJ/Kg，h2=2128KJ/Kg，。在飽和水蒸汽表上，根據(jù)P0=0.4MPa查得：h0’=317.61KJ/Kg，根據(jù)P2=0.005MPa，查得：h2’=137.72KJ/Kg。（1）回熱循環(huán)的抽汽率:（2）朗肯循環(huán)熱效率：解：回熱循環(huán)的裝置示意圖和對應的T-S圖如下圖所示。查焓熵圖457-4、汽輪機新蒸汽參數(shù)為P1=3MPa，t1=450℃，排汽壓力為P2=0.005MPa。應用二級抽汽回熱，P01=0.3MPa，P02=0.14MPa。試畫出循環(huán)的裝置示意圖和對應的T-S圖，并計算a1、a2及循環(huán)熱效率。h01’h123ho1鍋爐過熱器汽輪機水泵3’回熱器O1’凝汽器1Kga1ho2a2O2’1-a1-a21-a1h02’ST12p1365o13’O1’o2O2’p01p02p27-4、汽輪機新蒸汽參數(shù)為P1=3MPa，t1=450℃，46解：根據(jù)P1、t1、P01、P02、P2查焓熵圖得：h1=3340KJ/Kg，h01=2764KJ/Kg，h02=2632KJ/Kg，h2=2170KJ/Kg。根據(jù)P01、P02、P2在飽和水蒸汽表上查得：h’01=561.58KJ/Kg，h’02=458.44KJ/Kg，h’2=137.72KJ/Kg。（1）第一級加熱器的抽汽率：由a1(h01-h01’)=(1-a1)(h/01-h/02)，整理得：（2）第二級加熱器的抽汽率：由a2(h02-h/02)=（1-a1-a2)(h/02-h/2），整理得：（3）有用功：W0=(h1-h01)+(1-a1)(h01-h02)+(1-a1-a2)(h02-h2)=（3340-2764)+(1-0.045)(2764-2632)+(1-0.045-0.123)(2632-2170)=1086.44KJ/Kg吸熱量：q1=h1-h’01=3340-561.58=2778.42KJ/Kg解：根據(jù)P1、t1、P01、P02、P2查焓熵圖得：h1=3477-5、某蒸汽動力循環(huán)，新蒸汽參數(shù)為P1=10MPa，t1=500℃，凝汽器的壓力為P2=0.0035MPa，當新蒸汽參數(shù)在汽輪機中膨脹到P0=3.5MPa時，抽出一部分蒸汽進行回熱加熱，其余都送入再熱器中被加熱到500℃時，再回到汽輪機中做功。試：（1）畫出此循環(huán)的裝置示意圖、T-S圖；（2）求循環(huán)的熱效率。ST124365baoo’3’4123再熱器ab汽輪機凝汽器水泵O’回熱器(1-a)Kg3’1KgaKgo過熱器鍋爐7-5、某蒸汽動力循環(huán)，新蒸汽參數(shù)為P1=10MPa，t1=48解：根據(jù)P1、t1、P0、P2查焓熵圖得：h1=3369KJ/Kg，h0=3068KJ/Kg，hb=3444KJ/Kg，h2=2150KJ/Kg。根據(jù)P0、P2在飽和水蒸汽表上查得：h’0=1049.6KJ/K，h’2=111.17KJ/Kg(1)循環(huán)的裝置示意圖、T-S圖如上圖所示。(2)循環(huán)的熱效率：抽汽率：解：根據(jù)P1、t1、P0、P2查焓熵圖得：h1=3369KJ49工程熱力學全部課件50工程熱力學全部課件51工程熱力學全部課件52工程熱力學全部課件53第1章熱力學基礎知識教材P15：1-1、鍋爐出口過熱蒸汽的壓力為13.9MPa，當?shù)卮髿鈮毫?.1MPa，求過熱蒸汽的絕對壓力為多少MPa？解：絕對壓力P=相對壓力Pg+大氣壓力PbP=13.9+0.1=14.0（MPa）教材P15：1-2、某凝汽器真空計讀數(shù)為9.5×104Pa，氣壓計讀數(shù)為750mmHg，求凝汽器內(nèi)的絕對壓力為多少Pa？解：絕對壓力P=大氣壓力Pb-真空度Pv=750×133.3-95000=4975（Pa）第1章熱力學基礎知識教材P15：教材P15：54第1章熱力學基礎知識教材P15：1-1、鍋爐出口過熱蒸汽的壓力為13.9MPa，當?shù)卮髿鈮毫?.1MPa，求過熱蒸汽的絕對壓力為多少MPa？解：絕對壓力P=相對壓力Pg+大氣壓力PbP=13.9+0.1=14.0（MPa）教材P15：1-2、某凝汽器真空計讀數(shù)為9.5×104Pa，氣壓計讀數(shù)為750mmHg，求凝汽器內(nèi)的絕對壓力為多少Pa？解：絕對壓力P=大氣壓力Pb-真空度Pv=750×133.3-95000=4975（Pa）第1章熱力學基礎知識教材P15：教材P15：55教材P15：

1-3、如果氣壓計讀數(shù)為99.3KPa，試計算：（1）表壓力為0.06MPa時的絕對壓力；（2）真空度為4.4KPa時的絕對壓力；（3）絕對壓力為65KPa時的真空度（4）絕對壓力為0.3MPa時的表壓力。解：（1）絕對壓力P=Pb+PgPg=99300+60000=159300（Pa)Pg=159.3（KPa）（2)P=Pb-Pv=99.3-4.4（3）Pv=Pb-P=99.3-65P=98.9（KPa）Pv=34.3（KPa）（4）Pg=P-Pb=300000-99300=200700（Pa）=200.7(KPa)教材P15：解：（1）絕對壓力P=Pb+Pg56教材P15：1-4、鍋爐煙道中的煙氣常用如圖所示的斜管測量。若已知斜管傾角α=30o，壓力計使用ρ=0.8ɡ/cm3的煤油，斜管中液體長度為200mm，當?shù)卮髿鈮毫?.1MPa。試求煙氣絕對壓力為多少MPa？解：靜止流體只能承受壓力作用（即靜壓力方向垂直向下）煙氣絕對壓力P=Pb-ρgLsinαP=100000-0.8×1000×9.8×0.2×0.5=99216（Pa）P=0.099216（MPa）教材P15：1-4、鍋爐煙道中的煙氣常用如圖所示的斜管測量。57教材P15：1-5、一容器被剛性壁分成兩部分，容器兩部分中裝有不同壓力的氣體，并在各部分裝有測壓表計，如圖所示。其中C為壓力表，讀數(shù)為110KPa，B為真空表，讀數(shù)為45KPa。若當?shù)卮髿鈮毫?7KPa，求壓力表A的讀數(shù)為多少KPa？

解：因為C為壓力表，說明左邊容器內(nèi)的絕對壓力大于大氣壓力，故其絕對壓力P左=Pb+Pc=97+110=207（KPa）；因為B為真空表，說明左邊容器內(nèi)的絕對壓力小于右邊容器內(nèi)的絕對壓力，故右邊容器內(nèi)的絕對壓力P右=207+45=252（KPa）；故壓力表A的讀數(shù)為PA=P右-Pb=252-97=155（KPa）P左P右教材P15：1-5、一容器被剛性壁分成兩部分，容器兩部分中58教材P262-1、某電廠汽輪發(fā)電機組的功率為300MW，若發(fā)電廠效率為31%，試求：（1）該電廠每晝夜要消耗標準煤多少噸？（2）每發(fā)1KWh的電要消耗多少克標準煤？（3）若發(fā)電廠效率提高了1%，每發(fā)1KWh電要節(jié)約多少克標準煤？該電廠每晝夜要節(jié)約標準煤多少噸？解：（1）由BQη=3600Pe得BQη=3600Pe31%×29270B=3600×300×103B≈119.03(t標準煤/h),

每晝夜要消耗24×119.03≈2856.7(t標準煤)

(2)bSQη=3600bs=3600/Qη

bs=3600/31%×29270≈396.75(g標準煤/h)；

(3)

bS’=3600/32%×29270≈384.35(g標準煤/h)，

故每發(fā)1KWh電要節(jié)約

ΔbS=bS-bS’=396.75-384.35=12.43(g標準煤/h)(4)B’=3600×300×103/32%×29270≈115.31(t標準煤/h)每晝夜要節(jié)約ΔB=24×（B-B’）

ΔB=24×

（119.03-115.31）=89.28(t標準煤)第2章熱力學第一定律教材P262-1、某電廠汽輪發(fā)電機組的功率為300MW，若59教材P26習題:2-2、氣體在某一過程中吸收了54kJ的熱量，同時熱力學能增加了94kJ，此過程是膨脹過程還是壓縮過程？系統(tǒng)與外界交換的功是多少？解：由ΔU=Q-W得，W=Q-ΔU=54-94=-40（kJ）。因為W<0，所以此過程是壓縮過程，外界對系統(tǒng)作功40kJ。習題P26習題:2-3、某閉口系經(jīng)一熱力過程，放熱8kJ，對外作功26kJ。為使其返回原狀態(tài)，對系統(tǒng)加熱6kJ，問需對系統(tǒng)做多少功？解：由ΔU=Q-W得，ΔU=（-）8-26=-34（KJ）當使其返回原狀態(tài)時，ΔU=34（KJ）再由ΔU=Q-W，即34=（+）6-W2得：W2=-28（KJ），即：外界對系統(tǒng)做28KJ的功。教材P26習題:2-2、氣體在某一過程中吸收了54kJ的熱60解：由狀態(tài)a沿途徑acb變化到b時，由ΔU=Q-W=（+）80-（+）30=50（KJ）（1）如果沿途徑adb變化時，ΔU不變，由ΔU=Q-W，即50=Q-（+）10，得Q=60KJ，Q大于零，故工質(zhì)吸熱60KJ。（2）當工質(zhì)沿直線途徑從b返回a時，ΔU=-50KJ，由ΔU=Q-W，即-50=Q-（-）20得：Q=-70KJ，此時工質(zhì)對外放熱。P26教材2-4、一閉口系中工質(zhì)由狀態(tài)a沿途徑acb變化到b時吸入熱量80kJ，并對外作功30kJ，如圖所示。問：（1）如果沿途徑adb變化時，工質(zhì)對外作功10kJ，則工質(zhì)吸熱多少？（2）當工質(zhì)沿直線途徑從b返回a時，外界對工質(zhì)作功20kJ，此時工質(zhì)是吸熱還是放熱？量為多少？pvabdc0解：由狀態(tài)a沿途徑acb變化到b時，由ΔU=Q-W=（+）861教材P26

2-5、某鍋爐的進口焓值為1197.3kJ/kg，出口焓值為3394.3kJ/kg蒸發(fā)量為1025t/h。假定煤的發(fā)熱量為22000kJ/kg，鍋爐效率為91%。試確定該鍋爐每小時的燃煤量。解：由Q=m（h2-h1）Q=1025×103(3394.3-1197.3)≈2.252×109(KJ/h)Q=(B×22000)91%B煤=112.5(t/h)P26習題2-6、某蒸汽動力裝置，蒸汽流量為40t/h，汽輪機進口處壓力表讀數(shù)為9MPa，進口焓為3440kJ/kg，出口焓為2245kJ/kg，真空表讀數(shù)為95KPa，當?shù)卮髿鈮毫?8.6KPa，試求；（1）汽輪機進、出口處絕對壓力各為多少？（2）汽輪機的功率為多少？（3）若汽輪機對環(huán)境放熱6.3×103kJ/h，則汽輪機的功率又為多少？（4）若進、出口處蒸汽流速分別為60m/s和140m/s時，對汽輪機的功率有多大影響？教材P262-5、某鍋爐的進口焓值為1197.3kJ/kg62解：（1）汽輪機進口處絕對壓力為：P1=Pg+Pb=9+0.0986=9.0986（MPa）出口處絕對壓力為P2=P-Pv=98.6-95=3.6（KPa）

（2）1Kg蒸汽在汽輪機中所作的軸功：wS=（h1-h2）=（3440-2245）=1195（kJ/kg）

因WS

=qm×wS,且流量qm=40×103Kg/h，

所以蒸汽每小時在汽輪機中所作的軸功：

WS=qm×wS=40×103×1195=4.78×107（KJ/h）

功率：P=WS/t=4.78×107/3600≈13278（KW）

（3）由能量平衡：qm×h1=qm×h2+3600×P+q，得功率：

P=【qm（h1-h2）-q】/3600=【40×103×(3440-2245）-6.3×103】/3600=13276.03（KW）

（4）（c22-c12）/2=8（kJ/kg）wS=（h2-h1）-（c22-c12）/2=1187（kJ/kg）相對誤差為：（8/1187）×%=0.67%。解：（1）汽輪機進口處絕對壓力為：P1=Pg+Pb=9+063第3章理想氣體的熱力性質(zhì)及基本熱力過程教材P48

：3-1、已知室內(nèi)一氧氣瓶容積為40×10-3m3，，瓶內(nèi)氧氣的表壓力為15×105Pa，室溫20℃。若大氣壓力為0.1MPa，求瓶內(nèi)所儲存的氧氣的質(zhì)量為多少？解：已知：P=（15+1）×105Pa（絕對壓力），Rg=8314/32T=273+20=293K，代入公式：教材P48：3-2、一定量的空氣在標準狀態(tài)的容積為3×104m3，若通過加熱器把它定壓加熱到270℃，其容積變?yōu)槎嗌?？解：已知：V1=3×104m3，T1=273K，P1=P2，T2=273+270=543K代入P1V1/T1=P2V2/T2，求得：V2=5.97m3第3章理想氣體的熱力性質(zhì)及基本熱力過程教材P48：3-643-3、某鍋爐送風機出口壓力表上的讀數(shù)為5.4×103Pa，風溫為30℃，風量為2.5×103m3/h，當?shù)卮髿鈮毫?.1MPa，求送風機出口每小時送風量為多少標準立方米？解：已知:P=（5.4×103+0.1×105）,T=273+30=303K,V=2.5×103m3/h，PO=0.1MPa，TO=273K,代入PV/T=POVO/TO，求得：V0=347m3/h3-4、一容器中盛有壓力為5×105Pa，溫度為30℃的二氧化碳氣體。容器有一個未被發(fā)現(xiàn)的漏洞，直至壓力降為3.6×105Pa時才被發(fā)現(xiàn)。這時的溫度為20℃。若最初的質(zhì)量為25Kg，試計算到發(fā)現(xiàn)時漏掉的氣體的質(zhì)量。已知:P1=5×105Pa,T1=303K,P2=3.6×105Pa，T2=293K,m1=25Kg,V1=V2。解：由P1V1=m1RgT1得:V1=m1RgT1/P1=2.863(m3)由m2=P2V2/RgT2得:m2=18.6(Kg)。故：Δm=m1-m2=6.4(kg)。3-3、某鍋爐送風機出口壓力表上的讀數(shù)為5.4×103Pa653-5、活塞式壓氣機將氮氣壓入貯氣罐中，壓氣機每分鐘吸入溫度為15℃、壓力為0.1MPa的氣體0.2m3。貯氣罐的體積為9.5m3，問經(jīng)過多少時間才能把罐內(nèi)的氣體絕對壓力提高到0.7MPa，溫度為50℃？壓氣機開始工作時，貯氣罐上各儀表為Pg=0.05MPa,t=17℃。解：氮氣的氣體常數(shù)Rg=R/28=8314/28≈297（J/KgK）,(1)壓氣機每分鐘吸入貯氣罐中的氮氣質(zhì)量：

m=PV/RgT=100000×0.2/（297×288）=0.23(Kg)

(2)貯氣罐中原有的氮氣質(zhì)量：P1=0.05+0.1=0.15MPa,T1=273+17=290K,V1=9.5m3,m1=P1V1/RgT1=150000×9.5/（297×290）=16.54(Kg)(3)貯氣罐中后來的氮氣質(zhì)量：P2=0.7MPa,T2=273+50=323KV2=9.5m3,m2=P2V2/RgT2=700000×9.5/（297×323）=69.32(Kg)(4)貯氣罐中增加的氮氣質(zhì)量：Δm=m2-m1=52.78(Kg)(5)所需要的時間:52.78/0.23=229.5(分鐘)=3.82(小時)3-5、活塞式壓氣機將氮氣壓入貯氣罐中，壓氣機每分鐘吸入溫度663-6、在容積為0.3m3的封閉容器內(nèi)裝有氧氣，其壓力為300KPa，溫度為15℃，問應加入多少熱量可使氧氣溫度上升到800℃？解：（1）按定值比熱容計算，用容積比熱容計算。標準狀態(tài)下的體積：Vo=P1V1TO/T1Po=300×103×0.3×273/1.01325×105(273+15)V0=0.85m3，定容容積比熱容:Cv’=(5R/2)/22.4=0.85（KJ/標準m3·K），加入熱量Q=VoCv’（T2-T1）=622（KJ）；用質(zhì)量比熱容計算。由m=P1V1/RgT1=1.2(Kg)，定值質(zhì)量比熱容Cv=(5R/2)/32=650（J/Kg·K），加入熱量