Mpa℃蒸汽放热后变为Mpa℃水的放热量计算
工程热力学沈维道第4章 习题提示和答案
题 4-12 附图
提示和答案： 在 p − v 图和 T − s 图上， 随顺时针移动， n 增大。 可逆绝热膨胀 Δs1− 2s = 0 ， 定温膨胀 Δs = 0.462kJ/(kg ⋅ K) ，多变膨胀 Δs = 0.1923kJ/(kg ⋅ K) 。 4-14 试证明理想气体在 T − s 图（如图 4-20）上的任意
可见温度变化范围很大时按定值比热容计算误差太大。
23
第四章 气体和蒸汽的热力过程
4-10
一体积为 0.15 m 3 的气罐，内装有 p1 = 0.55 MPa，t1 = 38 °C 的氧气，今对氧气
加热，其温度、压力都将升高，罐上装有压力控制阀，当压力超过 0.7 MPa 时阀门自动打 开，放走部分氧气，使罐中维持最大压力 0.7 MPa 。问当罐中氧气温度为 285 ℃时，共加 入多少热量？设氧气的比热容为定值， cV = 0.667 kJ/(kg ⋅ K) ， c p = 0.917 kJ/(kg ⋅ K) 。 提示和答案： 初终态氧气氧气的质量 m1 =
wt , s =
4-6
1 M
( H m,1 − H m,2 ) = −138.21 × 103 J/kg 。
3 kg 空气从 p1 = 1 MPa 、 T1 = 900 K ，可逆绝热膨胀到 p2 = 0.1 MPa 。设比热
容为定值，绝热指数 κ =1.4，求： （1）终态参数 T2 和 v2 ； （2）过程功和技术功； （3） ΔU 和
的技术功
wt = − ∫ vdp = ∫ pdv + ( p1v1 − p2 v2 ) ，将过程功 ∫ pdv 的各关系式代入， p v v
v2
1
p2
1
v2
《热工基础(张学学 高教》课后答案 第五章-第七章
解：
题号
1
pMPa
20
t0C
300
2
3
9
4.5
303.31
450
4 1 179.88
x
0.8138
0.9
v h(KJ / kg)
125kg
湿空气的流量为
mwet ma 1 d 1251 0.002 125 .25kg
所消耗的热量为：
Q ma h2 h1 125 (56 15) 5125 kJ
5-12 为了保证精密仪表的精度及电绝缘的质量，要求保管及使用场所的大气不能太潮湿。
答：由 d 0.662 P1 1 ，在相同相对湿度的情况下，温度高，Ps 大，所以，温度 Ps
高含湿量大。 11. 早晨有雾，为什么往往是好天气？
答：早晨有雾，说明湿空气中含有许多小水滴，湿空气为饱和湿空气，当温度逐 渐上升后，小水滴逐渐汽化，所以往往是好天气。
习题
5-1 试利用水蒸气表确定下列各点的状态,并确定各状态的焓、熵或干度及比体积。
当饱和压力为 P 0.4MPa 时 h' 604.87KJ / kg ， h'' 2738.49KJ / kg
v1 ' 0.0010835m3 / kg ， v2 ' 0.46246m3 / kg
所以：
v1 xv' '(1 x)v' 0.01954416 m3 / kg h1 xh' '(1 x)h' 690.215kJ / kg u1 h1 p1v1 682 .4kJ / kg
Mpa℃蒸汽放热后变为Mpa℃水的放热量计算
0.1M p a,180℃蒸汽放热后变为0.1M p a,40℃水的放热量计算
0.1Mpa,180℃蒸汽焓值：2835.7kJ/kg;
0.1Mpa,100℃蒸汽焓值：2676.3kJ/kg;
0.1Mpa,100℃水焓值：419.54kJ/kg;
0.1Mpa,40℃水焓值：168.06kJ/kg;
100℃饱和蒸汽的汽化潜热值：2258.4kJ/kg;
水的近似比热容4.2kJ/kg℃
水蒸气的近似比热容1.85kJ/kg℃
一、焓值算法
180℃蒸汽变成40℃水,放热量为焓值差：2835.7-168.06=2667.64kJ/kg
二、热容算法
180℃蒸汽变成100℃蒸汽,放热为：1.851180-100=148kJ/kg
100℃饱和蒸汽的汽化潜热值：2258.4kJ/kg100℃蒸汽变为100℃水焓变为：2676.3-419.54=2256.76kJ/kg比汽化潜热值少1.64kJ/kg
100℃水变成40℃水,放热为：4.21100-40=252kJ/kg
一共放热量为：148+2258.4+252=2658.4kJ/kg
三、分步组合算法
180℃蒸汽变成100℃蒸汽,放热量焓值差：2835.7-2676.3=159.4kJ/kg对比热容算法多1.4kJ/kg
100℃饱和蒸汽的汽化潜热值：2258.4kJ/kg
100℃水变成40℃水,放热量焓值差：419.54-168.06=251.48kJ/kg对比热容算法少0.52kJ/kg
一共放热量为：159.4+2258.4+251.48=2669.28kJ/kg。
热力学水的蒸发过程
工程上用的气态工质可以分为两类，即气体和蒸气，两者之间并无严格的界限。
蒸气泛指刚刚脱离液态或比较接近液态的气态物质，在被冷却或被压缩时，很容易变回液态。
一般地说，蒸气分子间的距离较小，分子间的作用力及分子本身的体积不能忽略，因此，蒸气一般不能作为理想气体处理。
工程上常用的蒸气有水蒸气、氨蒸气、氟利昂蒸气等。
由于水蒸气来源丰富，耗资少，无毒无味，比热容大，传热好，有良好的膨胀和载热性能，是热工技术上应用最广泛的一种工质。
各种物质的蒸气虽然各有特点，但其热力性质及物态变化规律都有许多类似之处。
这里仅以水蒸气（简称蒸汽）为例，对它的产生、状态的确定及其基本热力过程进行分析。
1. 蒸气是由液体汽化而产生的。
液体汽化有两种形式：蒸发和沸腾。
蒸发是在液体表面进行的汽化现象。
由于液体分子处于无规则的热运动状态，每个分子的动能大小不等，在液体表面总会有一些动能大的分子克服邻近分子的引力而逸出液面，形成蒸气，这就是蒸发。
蒸发可以在任何温度下进行，但温度愈高，能量较大的分子愈多，蒸发愈强烈。
与蒸发不同，在给定的压力下，沸腾是在某一特定温度下发生、在液体内部和表面同时进行并且伴随着大量汽泡产生的剧烈的汽化现象。
实验证明，液体沸腾时，尽管对其继续加热，但液体的温度保持不变。
无论蒸发还是沸腾，如果液面上方是和大气相连的自由空间，那么一般情况下汽化过程可以一直进行到液体全部变为蒸气为止。
当液体在有限的密闭空间内汽化时，则不仅有分子逸出液体表面而进入蒸气空间，而且也会有分子从蒸气空间落到液体表面，回到液体中。
开始时，单位时间从液面逸出的分子多于返回液面的分子，蒸气空间中的分子数不断增加。
但当蒸气空间中蒸气的密度达到一定程度时，在同一时间内逸出液面的分子就会与回到液面的分子数目相等，气、液两相达到了动态平衡，这种状态称为饱和状态。
饱和状态下的液体和蒸气分别称为饱和液体和饱和蒸气。
饱和蒸气的压力和温度分别称为饱和压力（用p s表示）和饱和温度（用t s表示），二者一一对应，且饱和压力愈高，饱和温度也愈高，例如：对于水蒸气，当p s=0.10325MPa 时，t s=100℃；当p s=1MPa 时，t s=179.916℃。
化工热力学标准答案
化工热力学第二章作业解答2.1试用下述三种方法计算673K ，4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积，（1）用理想气体方程；（2）用R-K 方程；（3）用普遍化关系式解 （1）用理想气体方程（2-4）V ＝RT P ＝68.3146734.05310⨯⨯＝1.381×10-3m 3·mol -1 （2）用R-K 方程（2-6）从附录二查的甲烷的临界参数和偏心因子为Tc ＝190.6K ，Pc ＝4.600Mpa ，ω＝0.008将Tc ，Pc 值代入式（2-7a ）式（2-7b ）2 2.50.42748c cR T a p ==2 2.560.42748(8.314)(190.6)4.610⨯⨯⨯＝3.224Pa ·m 6·K 0.5·mol -2 0.0867c cRT b p ==60.08678.314190.64.610⨯⨯⨯＝2.987×10-5 m 3·mol -1 将有关的已知值代入式（2-6）4.053×106＝ 58.3146732.98710V -⨯-⨯－0.553.224(673)( 2.98710)V V -+⨯ 迭代解得V ＝1.390×10-3 m 3·mol -1(注：用式2-22和式2-25迭代得Z 然后用PV=ZRT 求V 也可)（3）用普遍化关系式673 3.53190.6r T T Tc === 664.053100.8814.610r P P Pc ⨯===⨯ 因为该状态点落在图2-9曲线上方，故采用普遍化第二维里系数法。
由式（2-44a ）、式（2-44b ）求出B 0和B 1B 0＝0.083－0.422/Tr 1.6＝0.083-0.422/(3.53)1.6＝0.0269B 1＝0.139－0.172/Tr 4.2＝0.139－0.172/(3.53)4.2＝0.138代入式（2-43）010.02690.0080.1380.0281BPc B B RTcω=+=+⨯= 由式（2-42）得Pr 0.881110.0281 1.0073.53BPc Z RTc Tr ⎛⎫⎛⎫=+=+⨯= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭V ＝1.390×10-3 m 3·mol -12.2试分别用（1）Van der Waals,（2）R-K ，（3）S-R-K 方程计算273.15K 时将CO 2压缩到比体积为550.1cm 3·mol －1所需要的压力。
蒸汽潜热计算方法
蒸汽潜热计算⽅法⼀、计算⽅法蒸发量⽤重量M(Kg）来标度供热量Q（J）由温升热与⽓化潜热两部分组成。
1.温升热量Q1（J）：温升热与蒸发介质的热容和蒸发介质的温升成正⽐，即：Q=C×M×ΔT；ΔT=T2-T1 热容C：J/Kg.℃这是个⾮常简单的公式，⽤于计算温升热量，液体的饱和压⼒随温度的提⾼⽽上升⾄液体表⾯上⽅压⼒时开始蒸发。
2.蒸发潜热Q2（J）为：Q2=M×ΔHΔH：液体的蒸发焓（汽化热）J/Kg3.总供热量Q=Q1+Q2⼆．举例现在需要⽤蒸汽来加热⽔，已经蒸汽的参数为0.8mpa，300℃，⽔量为12t/h，⽔温为57℃，现在将蒸汽直接通过⽔混合将来⽔加热到62℃，请问需要多少蒸汽呢？是否是按照等焓来计算呢放出热量为：蒸汽变成100℃⽔的冷凝潜热热量加上100℃的冷凝⽔变为62℃⽔放出的热量之和。
设需要蒸汽D千克/h。
吸收的热量为：12吨⽔从57℃升到62℃吸收的热量.数值取值为：⽔的⽐热按照C=1千卡/千克℃计0.8mpa，300℃蒸汽的冷凝潜热约为r=330千卡/千克，1吨蒸汽⽣成1吨凝液。
凝液温度为100℃，不考虑损失。
Q吸收=Cm(t2-t1)=1×12000×(62-57)＝60000千卡/hQ冷凝放热=Dr=330DQ冷凝⽔降温放热= CD(T2-T1)=1×D×(100-62)＝38 DQ吸收＝Q冷凝放热+ Q冷凝⽔降温放热330 D+38 D＝60000＝163kg/h因此，需要该品位蒸汽0.163T/H，⽔量加热后上升到12.136t/h损失就按5-10%考虑了。
例⼦21吨⽔变成⽔蒸⽓是多少⽴⽅假设⽔的起始温度为20度；加热成为140度的⽔蒸汽（假设为饱和⽔蒸汽⽽不是过热⽔蒸汽）。
1，简略计算：常压下⽔的汽化热为540 千卡/公⽄；需要的热量：(140-20)*1000=120000千卡，再加上汽化热540000千卡，共计660000千卡。
工程热力学-第十章-蒸汽动力装置循环.讲课教案
■汽轮机的相对内部效率 T 实际作功与理论作功之比，
T
h1 h2act h1 h2
一般为0.85～0.92。
■耗汽率(steam rate)
输出单位功量的耗汽量称为耗汽率，单位为 k g / J
工程上常用 kg/(kWh) 。
●理想耗汽率：d 0 D /P 0 1 /w T 1 /( h 1 h 2 ) ●实际耗汽率：d i D /P i 1 /w T ,a c t 1 /( h 1 h 2 a c t)
（2）吸热量不变，热效率： iw net,act/q10.3972
实际耗汽率：d i 1 /( h 1 h 2 a c t) 7 .5 9 7 1 0 7 k g /J
（3）作功能力损失
查水和水蒸汽图表，得到：
新蒸汽状态点1：s16.442kJ/(kgK )，h13426kJ/kg
乏汽状态点
胀到状态2，然后进入冷凝器，定压放热变为饱和水2
再经水泵绝热压缩变为过冷水4，也进入回热器。
在回热器中， kg的水蒸汽 0 1 和（1 ）kg的过
冷水4混合，变为1kg的饱和水 0 1 。然后经水泵绝热压
缩进入锅炉，定压吸热变为过热蒸汽，开始新的循
环。
2、回热循环分析
■抽汽量
能量方程（吸热量=放热量）：
说明：质量不同，因此不能直接从T-s图上判断热量的 变化。
●热效率（提高）：
t wnet / q1
锅炉给水的起始加热
温度由 2 提高到 0 1 ，平均
吸热温度提高，平均放热 温度不变，热效率提高。
吸热量：
q 1 h 1 h 4 h 1 ( h 3 w p ) h 1 ( h 2 w p ) 3 2 7 1 . 2 2 k J / k g
蒸汽加热器热力计算书
裕度
η
设计选取
1.26
14
实际布置换热面积
H′
m2
1961.8
六
风侧阻力计算
1
风侧阻力
ΔP
0.66Zwm1.725/ρ2.325
183.4
设计工况下
2
管排数
设计确定
12
3
空气平均密度
ρ
Kg/m3
查表得
0.972
平均温度下
4
质量流速
wm
Kg/sm2
V2/ f
5.95
5
质量流量
V2
Kg/s
25.2
※结论：锅炉运行时，当暖风器入口温度为20℃时，可以满足出口温度160℃的工况运行要求。
45.6
2
空气侧翅片面积与空气侧总面积之比
Hрб
/
(D/d)2-1
(D/d)2-1+2(sрб/d-δ/d)
0.9422
3
空气侧无翅片面积与总面0.05775
4
翅片表面不均匀性系数
ψρσ
0.85
5
金属翅片的导热系数
λм
Kcal/mh℃
查表得
150
6
污染系数
ε
查表得
0
7
形状系数
558.8
9
蒸汽消耗量
Kg/h
Qb/Δi
5500.0
四
温压计算
1
过热段温压
Δtб
℃
80.2
2
饱热段温压
Δtм
℃
51.0
3
几何平均温压
Δt
℃
56.3
五
传热计算
蒸汽潜热计算方法
一、计算方法蒸发量用重量M(Kg）来标度供热量Q（J）由温升热与气化潜热两部分组成。
1.温升热量Q1（J）：温升热与蒸发介质的热容和蒸发介质的温升成正比，即：Q=C×M×ΔT；ΔT=T2-T1 热容C：J/Kg.℃这是个非常简单的公式，用于计算温升热量，液体的饱和压力随温度的提高而上升至液体表面上方压力时开始蒸发。
2.蒸发潜热Q2（J）为：Q2=M×ΔHΔH：液体的蒸发焓（汽化热）J/Kg3.总供热量Q=Q1+Q2二．举例现在需要用蒸汽来加热水，已经蒸汽的参数为0.8mpa，300℃，水量为12t/h，水温为57℃，现在将蒸汽直接通过水混合将来水加热到62℃，请问需要多少蒸汽呢？是否是按照等焓来计算呢放出热量为：蒸汽变成100℃水的冷凝潜热热量加上100℃的冷凝水变为62℃水放出的热量之和。
设需要蒸汽D千克/h。
吸收的热量为：12吨水从57℃升到62℃吸收的热量.数值取值为：水的比热按照C=1千卡/千克℃计0.8mpa，300℃蒸汽的冷凝潜热约为r=330千卡/千克，1吨蒸汽生成1吨凝液。
凝液温度为100℃，不考虑损失。
Q吸收=Cm(t2-t1)=1×12000×(62-57)＝60000千卡/hQ冷凝放热=Dr=330DQ冷凝水降温放热= CD(T2-T1)=1×D×(100-62)＝38 DQ吸收＝Q冷凝放热+ Q冷凝水降温放热330 D+38 D＝60000＝163kg/h因此，需要该品位蒸汽0.163T/H，水量加热后上升到12.136t/h损失就按5-10%考虑了。
例子21吨水变成水蒸气是多少立方假设水的起始温度为20度；加热成为140度的水蒸汽（假设为饱和水蒸汽而不是过热水蒸汽）。
1，简略计算：常压下水的汽化热为540 千卡/公斤；需要的热量：(140-20)*1000=120000千卡，再加上汽化热540000千卡，共计660000千卡。
工程热力学第4章 气体与蒸汽的热力过程
cv R(k1)
可逆绝热：ds = 0
p(v b)k 定值
例4：将理想气体在可逆绝热过程中所作技术功的 大小，表示在T-s图上。
[分析]：
绝热过程技术功：
wt cp(T1T2)
cp(T1T2)
1 T
2' 2
q12
＝面积1ba2’1
a
bS
五、多变过程
❖ 工程实际中有些热力过程，p、v、T有明显变化， 且系统与外界交换的Q不可忽略。则不能用上述4种 基本热力过程来描述。
定v： T2 / T1 = p2 / p1
p2 =0.987MPa
V=0.15m3 p1=0.55MPa
t=38℃, m1
定v V=0.15m3
定p
p2=0.7MPa
t2=123℃, m1
V=0.15m3 p3=0.7MPa
t3=285℃, m3
V=0.15m3 p1=0.55MPa
t=38℃, m1
QpT T 23mpd cT T T 23p R2VT cpdT = 126.2kJ
需加热量：Q = Qv + Qp = 56.3+126.2=182.5 kJ
例2： 1kg空气：t1=100℃、p1=2bar； t3=0℃ 、
p3=1bar，其中1-2为不可逆绝热膨胀过程，其熵变为 0.1kJ/kg·K，2-3为可逆定压放热过程，
nk n 1
cV
(T2
T1 )
qcv nn1k(T2T1) wnR1(T1T2)
q kn w k 1
或： nkqk1
w
若q/w不是恒定，则n是变化的。为便于分析计算， 常用一个与实际过程相近似的n不变的多变过程来 代替，该多变指数称为平均多变指数。
化工热力学-第六章
S C p T p T
说明了任何气体在任何状 态下经绝热膨胀，都可致
T V
冷。这与节流膨胀不同。
S
T p
S
T Cp
T 0 Cp 0
（6-16）
V T
p
0
∴μS衡大于0
将（6-16）式与（6-13）式比较，得
S
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
J
V Cp
∵ 任何气体均有V>0 Cp>0
∴ S J 恒大于零.
S
耗功过程：耗功量最小。
实际过程的耗功量要大于逆向卡诺循环
二.蒸汽压缩制冷循环
1. 工作原理及T-S图 主要设备有： 压缩机 冷凝器 膨胀机（节流阀） 蒸发器 四部分组成。
在制冷过程中，要涉及到相变、工质、压力、沸点等问题
(1)卡诺压缩制冷循环
特点： 传热过程可逆
T
T放 3
T吸 4
压缩、膨胀过程可逆
由热力学第一定律： H Q Ws
2 WS
1
S
H 0 循环过程
Q Ws Q Q放 Q吸
Q放 TH S3 S2 TH（S4 S1）
Q吸 T（L S1 S4） T（L S4 S1）
故：
Q （TH TL）(S4 S1) Ws （TH TL）(S4 S1)
衡量制冷效果好坏的一个技术指标是制冷系数。
（1）工质进汽轮机状态不同
卡诺循环：湿蒸汽 郎肯循环：干蒸汽
（2）膨胀过程不同
卡诺循环：等熵过程 郎肯循环：不可逆绝热过程
（3）工质出冷凝器状态不同 卡诺循环：气液共存
（4）压缩过程不同 （5）工作介质吸热过程不同
郎肯循环：饱和水
卡诺循环：等熵过程 郎肯循环：不可逆绝热过程，若忽 略掉工作介质水的摩擦与散热，可 简化为可逆过程。
蒸汽加热水从25度到50度吸收的热量
热力学是研究热与其他形式能量转化的一门学科。
蒸汽加热水是热力学中常见的一个过程，它涉及到热量的传递和物质状态的改变。
在本文中，我们将从简到繁地探讨蒸汽加热水的过程，深入分析其中涉及的热量转化和状态变化，以便读者能更深入地理解这一过程。
让我们从蒸汽加热水的基本过程开始。
蒸汽加热水是指将蒸汽与水接触并传递热量，使水的温度升高。
在这一过程中，热量从蒸汽传递到水，导致水的温度上升。
要计算蒸汽加热水从25度到50度吸收的热量，我们需要首先了解水的热容和蒸汽的热传导能力。
我们来分析蒸汽加热水的热量传递过程。
热量的传递可以通过热传导、对流和辐射等方式进行。
在蒸汽加热水的过程中，主要是通过热传导进行热量的传递。
蒸汽与水接触后，热量从高温的蒸汽传递到低温的水，使得水的温度升高。
这一过程符合热传导的规律，根据热传导的方程可以计算出蒸汽加热水吸收的热量。
接下来，让我们深入分析水的温度升高与状态变化之间的关系。
在蒸汽加热水的过程中，水的温度从25度升高到50度，这意味着水在这一过程中发生了状态变化。
根据热力学的知识，水的温度升高是因为热量传递给水，使得水分子的热运动增加。
当水的温度达到100度时，水会发生相变，从液态转变为气态。
这一状态转变所需的潜热也是我们需要计算的一部分。
在总结和回顾本文内容时，我们可以得出蒸汽加热水从25度到50度吸收的热量是由蒸汽传递给水产生的。
在这一过程中，热量的传递遵循热传导的规律，使得水的温度上升并发生相变。
对于这一过程，我们需要考虑水的热容、蒸汽的热传导能力以及相变的潜热等因素。
通过计算和分析这些因素，我们可以得出蒸汽加热水从25度到50度吸收的热量的具体数值。
个人观点和理解方面，蒸汽加热水是热力学中一个典型的热量传递和状态变化过程。
通过深入分析这一过程，我们可以更好地理解热量的传递规律和物质状态的改变规律。
对于工程和科学领域的研究和应用具有重要意义。
我们需要深入学习和掌握热力学的知识，以更好地应用于实际工程和科学问题中。
第8章 蒸汽动力循环与制冷循环2
8.4.1 逆向 逆向Carnot循环 循环
QH
冷凝器
T 2
压缩机
3
p2 TH 3 2 p1 4 1 S
膨胀机
4
QL
蒸发器
1
TL
S4 S1 (a) 逆Carnot循环制冷示意图 循环制冷示意图 图 图8-11 逆Carnot循环制冷过程 (b) T-S图 循环制冷过程
循环的制冷系数ξ 循环的制冷系数 特点 Carnot循环的制冷系数 C取决于高温和低温热源的 温度
二.蒸汽压缩制冷循环
工作原理及T 1. 工作原理及T-S图 主要设备有: 主要设备有: 压缩机 冷凝器 膨胀机(节流阀) 膨胀机(节流阀) 蒸发器 四部分组成. 四部分组成. 4
1
气 轮 机
2
锅炉 冷 凝 器
4
水泵
3
P1T1的高压高温蒸汽进入 气轮机等熵膨胀到状态2 气轮机等熵膨胀到状态2, 同时对外做功, 同时对外做功,2点状态 为乏汽从汽轮机流出后进 入冷凝器, 入冷凝器,乏汽在冷凝器 中放出汽化潜热而变为该 压力下的饱和水, 压力下的饱和水,放出的 热量由冷却水带走, 热量由冷却水带走,达到 状态3 状态3,饱和水经水泵升 压到P1进入锅炉, P1进入锅炉 压到P1进入锅炉,在锅炉 吸收热量, 吸收热量,使工质变化到 状态1 完成一个循环. 状态1,完成一个循环.
重点内容
1)Rankine循环的热力学分析方法,热效率,气 循环的热力学分析方法,热效率, 循环的热力学分析方法 耗率的概念与计算,以及Rankine的改进方法 耗率的概念与计算,以及 的改进方法 . 2)了解 2)了解Otto循环和Diesel循环燃气循环和燃气轮 了解Otto循环和 循环和Diesel循环燃气循环和燃气轮 机过程分析; 机过程分析; 3) 逆Carnot循环与蒸汽压缩制冷循环的基本组 循环与蒸汽压缩制冷循环的基本组 制冷系数和单位工质循环量的计算; 成,制冷系数和单位工质循环量的计算; 4) 热泵的基本概念和在工业生产中的应用; 热泵的基本概念和在工业生产中的应用; 5)了解深冷循环,掌握空气液化及其计算方法. 了解深冷循环, 了解深冷循环 掌握空气液化及其计算方法.
热量交换公式
热量交换公式详解，关于热量换算例题详解热量，指的是由于温差的存在而导致的能量传递过程中所转移的能量。
而该传递过程称为热交换或热传递。
热量的单位为焦耳。
人体的一切生命活动都需要能量，如物质代谢的合成反应、肌肉收缩、腺体分泌等等。
而这些能量主要来源于食物。
动、植物性食物中所含的营养素可分为五大类：碳水化合物、脂类、蛋白质、矿物质和维生素，加上水则为六大类。
其中，碳水化合物、脂肪和蛋白质经体内氧化可释放能量。
三者统称为“产能营养素”或“热源质”。
一、热量的计算公式1.吸热公式：Q吸=cm(t-t0)解释：式中c表示物质的比热容，m表示物质的质量，t0表示物体原来的初温，t表示吸热后的终温，“t-t0”表示温度的升高，有时可用△t升=t-t0表示。
此时吸热式可写成：Q吸=cm•△t升.2.放热公式：Q放=cm(t0-t)解释：式中c、m、t0、t的含义不变，“t0-t”表示温度的降低，有时可用△t降=t0-t表示。
此时放热公式可写成：Q放=cm•△t降。
3.热量计算的一般式：Q=cm△t解释：△t表示温度的变化。
可见物体吸收或放出热量的多少由物体质量、物质比热容和物体温度的变化量这三个量的乘积决定，跟物体的温度的高低无关。
二、热量计算题解题步骤：1、熟读题目，划出题目中的重点已知信息(数字及表示的物理量)。
2、理解题目所问的问题是什么。
3、根据问题选择恰当的公式。
4、将数据(带单位)代入公式中进行运算，得出结果。
三、解题注意事项：1.首先要弄清题目所描述的是怎样的物理过程，在这个物理过程中涉及哪些物理量，应标清要计算的是哪个物体在哪个过程中吸收(或放出)的热量，燃料燃烧放出的热量是全部被物体吸收，还是部分被物体吸收。
2.然后确定好研究对象，选取适当的公式，代入已知量，可求出待求的物理量。
4、热量计算例题详解例1：甲、乙两物体的质量相等，甲物体温度升高10℃时吸收的热量恰好等于乙物体温度升高20℃时吸收的热量，则甲、乙两物体的比热之比为（）A.1∶2B.2∶1C.1∶4D.4∶1分析：利用甲物体和乙物体吸收热量相等的关系和吸热公式建立等式.求出两物体的比热之比.或者利用已知条件和比热公式求比值.方法一：根据公式Q甲=c甲mΔt甲Q乙=c乙mΔt乙由于Q甲=Q乙Δt甲=10℃Δt乙=20℃，则有：c甲m×10℃=c乙m×20℃则：c甲∶c乙=2∶1.方法二：根据比热的定义式：c=Q/mΔt得：c甲=Q甲/m甲Δt甲c乙=Q乙/m乙Δt乙由于有：Δt甲=10℃Δt乙=20℃Q甲=Q乙m甲=m乙则有：c甲∶c乙=(Q甲/m甲Δt甲)∶(Q2/m2Δt乙)=Δt乙∶Δt甲=2∶1答案：B易错分析：本题出错主要有两个原因：一是物体的吸放热公式使用错误，或在公式变形时，将比热的表示式写错，导致解题错误.二是比例方法使用错误.不会利用比例方法求两物体比热之比或约不去能约掉的物理量，或者在计算时出错。
工程热力学期末复习题1答案
一、判断题：1. 平衡状态一定稳定状态。
2。
热力学第一定律的实质是能量守恒定律；3．公式d u = c v d t 适用理想气体的任何过程。
4．容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。
5．在T-S 图上，任意二条可逆绝热过程线不能相交。
6．膨胀功与流动功都是过程的函数.7．当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时,以可逆定温压缩过程最为省功。
8．可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行，并能恢复到初始状态的过程。
9。
根据比热容的定义式T q d d c，可知理想气体的为一过程量;10. 自发过程为不可逆过程，非自发过程必为可逆过程；11．在管道内作定熵流动时,各点的滞止参数都相同。
12．孤立系统的熵与能量都是守恒的。
13．闭口绝热系的熵不可能减少.14．闭口系统进行了一个过程,如果熵增加了，则一定是从外界吸收了热量。
15．理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度.16．实际气体绝热节流后温度一定下降。
17．任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质的熵总是不变的。
18。
不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率；19．混合气体中质量成分较大的组分，其摩尔成分也一定大。
20．热力学恒等式du=Tds —pdv 与过程可逆与否无关。
21．当热源和冷源温度一定，热机内工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。
22．从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态，因为气化过程温度未变,所以焓的变化量Δh=c p ΔT=0。
23．定压过程的换热量q p =∫c p dT 仅适用于理想气体，不能用于实际气体.24．在p －v 图上,通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率.25. 压缩过程耗功是体积膨胀功，压气机耗功是技术功；26．供热量一定，用电炉取暖与用热泵式空气取暖耗电量一样多.27．渐缩喷管出口截面参数不变，背压提高，则喷管流量下降。
28．工质在变截面管道内流动，管道的最小截面即为临界截面。
2014-2015第一学期化工热力学（3）
2014-2015第⼀学期化⼯热⼒学（3）㈠择题（每题两分共20分）1.T 温度下的纯物质，当压⼒低于该温度下的饱和蒸汽压时，则⽓体的状态为（C ） A 饱和蒸汽B 超临界流体C 过热蒸汽2. T 温度下的过冷纯液体的压⼒P （ A ）A>B<C=3. 纯物质的第⼆virial 系数B （ A ）4.⼆元⽓体混合物的摩尔分数y 1=0.3,在⼀定的T,P 下，φ1=0.9381，φ2=0.8812，则混合物的逸度系数为（A ）5. 将固体NH4HCO3(s) 放⼊真空容器中，等温在400 K ，NH4HCO3 按下式分解并达到平衡： NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 系统的组分数C 和⾃由度数F 为：( C )。
6.7.体系经不可逆循环⼜回到初态，则热温商的循环积分（A）8.关于逸度的下列说法中不正确的是（C）9.Pitzer提出的由偏⼼因⼦ω计算第⼆维利系数的普遍化关系式是(C)10.偏摩尔性质是（A）㈡填空题（每空两分共22分）1.1正丁烷的偏⼼因⼦ω=0.193，临界压⼒为P c=3.797MPa,则在Tr=0.7时的蒸汽压⼒为0.2435 MPa.2. Rankine循环主要由锅炉、汽轮机、泠凝器、⽔泵四部分组成。
3.体系经过不可逆过程，则过程熵变⼀定⼤于（填⼤于、⼩于或等于）过程的热温商。
4.活度系数的三种计算⽅法：状态⽅程法、汽液平衡法、定义法。
5.三参数对⽐态原理中三参数是指Tr、Pr、ω。
㈢简答题（每题四分共12分）1.什么是理想功、损失功？答：理想功即指体系的状态变化是在⼀定的环境条件下按完全可逆的过程进⾏时，理论上可以产⽣的最⼤功或者必须消耗的最⼩功。
由于实际过程的不可逆性，导致在给定状态变化的不可逆的实际功和产⽣相同变化的理想功之间的差值，此差值就称为损失功。
2.理想⽓体的特征是什么？答：假定分⼦的⼤⼩如同⼏何点⼀样，分⼦间不存在相互作⽤⼒，由这样的分⼦组成的⽓体叫做理想⽓体。
热工基础(第二版)课后习题部分答案 (2) 王平阳等编
5-9 空气在轴流压缩机中被绝热压缩，压力比为 4.2.P1=0.1MPa,初、终态温度 分别为 30℃和 227℃，计算压气机的绝热效率及压缩过程气体的熵变（To=293K）， 空气为理想气体，比热容取定值，Rg=0.287KJ/(Kg.K)，Cp=1.005KJ/(Kg.K).
5-12 将 500K 温度为 20℃的水在定压（Po=0.1MPa）用电加热器加热到 90℃，不 计散热损失，环境大气温度为 20℃，水的比热容取 4.187 KJ/(Kg.K)，求过程的 消耗电力。
ρ
k
T2T5 T1T3
λ T3 T2
εk 1
T2
T1
则： T4 T1λρεK 1 1001.1K
ηt
1
T3
T5 T1
T2 k T4
T3
0.452
则：循环热效率： 同温限卡诺循环的热效率
ηtk
1 T1 T4
0.637
7-5 活塞式内燃机的混合加热理想循环，工质为理想空气，k=1.4，循环压缩比
k 1
k 1
4-5 为定熵膨胀：T5 p5 k T4 p4 k
5-1 为定容放热：
T1 p1
T5 p5
则： T5 800.07K
则：
ηt
1
T3
T5 T1
T2 k T4
T3
0.641
蒸汽水热量换算方法
蒸汽水热量换算方法换热热量计算方法卡、千卡（千卡）、焦耳之间的换算关系卡、（千卡）、焦耳之间的换算关系和各自代表的物理意义在初中物理课本中已经讲的明明白白，“热功当量”这个名词难道大家没有印象？卡(cal)：把1g水的温度升高或降低1℃所吸收或放出的热量规定为1卡（cal），这是计算热量的单千卡(kcal)：千卡又叫大卡，大卡（kcal）=1000卡（cal），显然，这也是计算热量的单位。
焦耳(J)：功和能的计量单位。
热量作为能量的一种表现形式，必然也可以用焦耳来计量，所以就有了热功当量，即：1卡(cal)=4.1868焦耳(J)，1大卡(kcal)=4186.75焦耳(J)同理，千卡/小时(kcal/h)可以视为功率的单位，才能与瓦特(w，1瓦特=1焦/秒)进行互相换算。
[/quote]8楼的说得对，我在这里作个总结吧：卡(calorie小写c)、千卡(Calorie大写C，或写作kcal，前一种写法在食品包装上经常出)、焦(J)和千焦(KJ)是能量单位，单位换算公式为：1KJ=1000*1J1kcal=1000*1cal1cal=4.1868J1kcal=4186.8J(一)....大卡时(kcal/h)和瓦特(J/s也写作w)是功率单位,单位换算方式为：1Kcal/h=1.163w=1.163J/s可以发现，上式左右乘以3600s就可以得到能量单位换算公式1kcal/h*3600s=1kcal1.163J/s*3600s=4186.8J即上面式(一)计算举例反应釜夹套使用循环冷冻盐水降温，已知冷冻盐水进水温度-15℃，回水温度-12℃，管道内盐水流速选择为1米/秒，管道直径DN50，则流量为：Q=3600×V×管道的截面积Q---单位为立方米/小时V---单位为米/秒管道的截面积---单位为平方米=0.785×D2D=管道的直径---单位为米Q=3600×V×管道的截面积=3600×1×0.785×0.052=7.065立方米/ 小时二、7.065立方米/小时冷冻盐水提供的能量Q=cm(T1-T2)=4.18KJ/Kg.℃×7065×Kg×3=88595KJ=88595KJ÷4.18=21195Kcal=2万大卡已知：1Kcal=1大卡1卡(cal)=4.1868焦耳(J)，1大卡(kcal)=4186.75焦耳(J) C=比容单位为---KJ/Kg.℃m=质量单位为---Kg(T1-T2)=温度差单位为---℃1KJ=1000*1J1kcal=1000*1cal1cal=4.1868J1kcal=4186.8J1kcal/h*3600s=1kcal 1.163J/s*3600s=4186.8J热水锅炉的出力有三种表达方式，即大卡/小时（Kcal/h）、吨/小时(t/h)、兆瓦（M W）。
过热蒸汽热量计算
例如现在1000KG的过热蒸汽，进口温度325度，出口温度100度。
蒸汽压力是1.3MPa.谁能告诉我这里散发出的热量是多少最好给出计算过程因为我不是学热工的公式不好打，就用字母代替了（a-b）xG=Qa 为1.3MPa，325度下的过热蒸汽焓值，可查过热蒸汽焓值表b 为1.3MPa，100度下的过热蒸汽焓值，可查过热蒸汽焓值表G 为过热蒸汽量，Q 为放热量，即为你说的散发出的热量其中，需要注意的有几点，1.在查对应的过热蒸汽焓值时，要注意提供给你的压力是绝对压力还是表压，表压的话需查1.3+0.1=1.4MPa2. 过热蒸汽量的单位要注意，你给的是质量，焓值单位对应的也应该是大卡/公斤或者焦耳/公斤。
蒸汽热量计量是建立在蒸汽质量计量基础上的，它们之间的基本关系是蒸汽质量与单位质量的蒸汽所包含的热量的乘积，即为热流量。
但是，随着工艺流程的差异和参考点不同，热流量计算的表达式也就不一样。
(1)冷凝水不返回的特殊用户对于冷凝水不返回的特殊用户，其系统图如图4.1所示，其热量定义为以t =O℃的水之始为参考点的实际使用条件下的蒸汽焓值。
其表达式式中φ——热流量， kJ/h；qm——质量流量， kg/h；h——蒸汽的比焓， kJ/kg；p——蒸汽压力，MPa；t——蒸汽温度，℃。
热量表(或流量演算器、计算机等)按照测量得到的蒸汽压力、温度，查存储在仪表内的蒸汽表格(国际公式委员会蒸汽性质表见本书附录。
，得到蒸汽密度和比焓，进而计算qm和φ。
该计量方法也可用来对蒸汽发生器输出热量进行计量。
由于该计量方法以t=0℃时水的焓为参考点，用户难免提出异议，因为动力厂原料水(冷水)中所含的热量也视同蒸汽中所含热量作价卖出，似有不合理之处。
若冬季水温以10℃计，夏季水温以25℃计，低压蒸汽比焓以2.8MJ/ kg计，则冷水中的热量与蒸汽中总热量之比在冬季约为1.4%，在夏季约为3. 6%。
解决这一问题的合理方法是供用双方协商一个双方都能接受的协议参考点，对表计计量结果进行适当处理，作为结算热量。
化工装置蒸汽伴热系统设计
化工装置蒸汽伴热系统设计【摘要】化工装置有很多管道和设备需要依靠伴热的方法来维持介质的温度，蒸汽外伴热管伴热是广泛采用的一种伴热方式，但是很多化工企业对于蒸汽外伴热管伴热的设计计算没有一个系统的方法，伴热系统的现场施工也很不规范和不标准，笔者通过本文旨在引导大家正确顺利地进行蒸汽外伴热管伴热的设计和施工。
【关键词】化工管道设备蒸汽伴热系统计算设计伴热作为一种有效的管道和设备的保温及防冻措施已广泛应用于化工装置中，其工作原理是利用伴热媒体散发一定的热量，通过直接或间接的热交换补充被伴热管道的热损失，达到升温、保温或防冻的工作要求。
工艺管道的伴热方式有4种：内伴热管伴热、外伴热管伴热、夹套伴热、电伴热。
工艺管道常用的伴热介质为热水、蒸汽、热载体和电热。
由于蒸汽取用方便、冷凝潜热大、温度易于调节、适用范围较广，因此蒸汽外伴热管伴热方式是使用最广泛最普遍的保温方式，一般操作温度在170℃以下的工况温度均可以采用，同时，施工、生产管理及检修都比较方便。
本人结合自身长期的化工行业工作经验以及其他设计工作者的科技成果进行了归纳总结，以期为同行们的工程项目设计提供参考和借鉴。
1 蒸汽伴热系统理论计算蒸汽伴热系统的理论计算，主要是通过对系统中所有管道和设备的总热量损失的核算，来确定所需要的伴热总面积，并最终确定满足伴热温度所需蒸汽伴热管的总长度，同时也计算出伴热系统所需要的蒸汽总量。
1.1 管道和设备总散热量计算1.1.1？单位长度管道和单位面积设备的表面散热量计算分别按下列两条公式分别计算出管道单位长度的散热量和设备（包括阀门）单位面积的散热量。
λ：绝缘材料导热系数（kcal /m·h·℃）D1：保温层内径（m）D2：保温层外径（m）α：绝热层外表面与周边环境的表面散热系数（kca l/m2·h·℃）（室内可取值11.63W/m2·℃）δ：绝缘层厚度（m）T0：需要蒸汽伴热维持的温度（℃），是指金属管道或设备的表面温度。
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M p a℃蒸汽放热后变为
M p a℃水的放热量计算 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
0.1M p a,180℃蒸汽放热后变为0.1M p a,40℃水的放热量计算
0.1Mpa,180℃蒸汽焓值：2835.7kJ/kg。
0.1Mpa,100℃蒸汽焓值：2676.3kJ/kg。
0.1Mpa,100℃水焓值：419.54kJ/kg。
0.1Mpa,40℃水焓值：168.06kJ/kg。
100℃饱和蒸汽的汽化潜热值：2258.4kJ/kg。
水的近似比热容4.2kJ/kg℃
水蒸气的近似比热容1.85kJ/kg℃
一、焓值算法
180℃蒸汽变成40℃水，放热量为焓值差：2835.7-168.06=2667.64kJ/kg
二、热容算法
180℃蒸汽变成100℃蒸汽，放热为：1.85*1*(180-100)=148kJ/kg
100℃饱和蒸汽的汽化潜热值：2258.4kJ/kg（100℃蒸汽变为100℃水焓变为：2676.3-
419.54=2256.76kJ/kg比汽化潜热值少1.64kJ/kg）
100℃水变成40℃水，放热为：4.2*1*(100-40)=252kJ/kg
一共放热量为：148+2258.4+252=2658.4kJ/kg
三、分步组合算法
180℃蒸汽变成100℃蒸汽，放热量焓值差：2835.7-2676.3=159.4kJ/kg（对比热容算法多
1.4kJ/kg）
100℃饱和蒸汽的汽化潜热值：2258.4kJ/kg
100℃水变成40℃水，放热量焓值差：419.54-168.06=251.48kJ/kg（对比热容算法少
0.52kJ/kg）
一共放热量为：159.4+2258.4+251.48=2669.28kJ/kg。