热工基础(2.3.7)--蒸气的热力性质和热力过程

习 题
1试根据热力学第一和第二定律，推导水蒸气的h -s 图中定压线的斜率为 T s
h p =∂∂)(2 湿饱和蒸汽的p =0.9MPa ，x =0. 85，试由水蒸气表求t 、h 、v 、s 和u 。

3 过热蒸汽的p 1=3.0 MPa ，t =425℃，根据水蒸气表求v 、h 、s 、u 和过热度，再用h -s 图求上述参数。

4 开水房烧开水用p =0.1MPa ，x =0.86的蒸汽与t =20℃同压下的水混合，试问欲得5t 的开水，需要多少蒸汽和水？
5 已知水蒸气p =0.2MPa ，h =1300kJ/kg ，试求其v 、t 和s 。

6 1kg 蒸汽，p 1 =2. 0MPa 、x 1 =0. 95，定温膨胀至p 2=0.1MPa ，求末态v 、h 、s 及过程中对外所作的膨胀功。

7 汽轮机的进口蒸汽参数为p 1=3.0MPa 、t 1=435℃。

若经可逆绝热膨胀至p 2=0.005 MPa ，蒸汽流量为4. 0kg/s ，求汽轮机的理想功率为多少千瓦？
8 一刚性容器的容积为0.3m 3，其中五分之一为饱和水，其余为饱和蒸汽，容器中初压为0.1MPa 。

欲使饱和水全部汽化，问需加入多少热量？末态压力为多少？若热源温度为500℃，试求不可逆温差传热的有效能损失。

设环境温度为27℃。

9 容积为0.36m 3的刚性容器中储有t = 350℃的水蒸气，其压力表读数为100kPa 。

现容器对环境散热使压力下降到压力表读数为50kPa 。

试：
(1)确定初始状态是什么状态？
(2)求水蒸气终态温度；
(3)求过程放出的热量和放热过程的有效能损失。

设环境温度为20℃，大气压力为0.lMPa 。

10 在真空度为96kPa ，干度为x =0. 88湿蒸汽状态下，汽轮机的乏汽进入冷凝器，被定压冷却凝结为饱和水。

试计算乏汽体积是饱和水体积的多少倍，以及每公斤乏汽在冷凝中放出的热量。

设大气压力为0.1MPa 。

11 一刚性绝热容器内刚性隔板将容器分为容积相等的A 、B 两部分。

设A 的容积为0.
16m 3，内盛有压力为1.0MPa ，温度为300℃的水蒸气。

B 为真空。

抽掉隔板后蒸汽自由膨胀达到新的平衡态。

试求终态水蒸气的压力、温度和自由膨胀引起的不可逆有效能损失。

设环境温度为20℃，并假设蒸汽的该自由膨胀满足pv =常数。

12 利用空气冷却蒸汽轮机乏汽的装置称为干式冷却器。

若流经干式冷却器的空气入口温度为环境温度t 1= 20℃，出口温度为t 2=35 ℃。

进入冷却器乏汽的压力为7.0kPa ，干度为0.86，出口为相同压力的饱和水。

设乏汽流量为220t/h ，空气进出口压力不变，比热容为定值。

试求：
(1) 流经干式冷却器的空气流量；
(2) 空气流经干式冷却器的焓增量和熵增量；
(3) 乏汽流经干式冷却器的熵变以及不可逆传热引起的熵产。

13 p 1=9．0MPa 、t 1=500℃的水蒸气进入汽轮机中作绝热膨胀，终压为p 2=5.0kPa 。

汽轮机相对内效率为
86.02121=--=s
T h h h h η式中，h 2s 为定熵膨胀到p 2时的比焓。

试求：
(1) 每公斤蒸汽所做的轴功；
(2) 由于不可逆引起的熵产，并表示在T -s 图上。

14 温度为35℃R134a 的饱和液经节流阀后温度下降到-10℃，试问节流后的R134a 是什么状态？压力为多少?节流过程的火用 损失为多少？并在 T -s 图上表示出该过程。

15 压力为200kPa 的R134a 干饱和蒸气经可逆绝热压缩过程至1.2MPa ，试求压缩单位质量R134a 所消耗的技术功？
16 锅炉省煤器利用烟气加热给水，已知进入省煤器水的温度为150℃、压力为9.0 MPa ，被定压加热至260℃，流量为220t/h ,烟气温度为400℃，压力为0.1 MPa ，定压放热至340℃，试求：
(1) 烟气的质量流量；
(2) 烟气与水之间的传热过程的不可逆熵产。