工程热力学课后作业答案(第七章)第五版

7-1当水的温度t=80℃，压力分别为0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa时，各处于什么状态并求出该状态下的焓值。

解：查表知道t=80℃时饱和压力为0.047359MPa。

因此在0.01、0.05、0.1、0.5及1MPa时状态分别为过热、未饱和、未饱和，未饱和、未饱和。焓值分别为2649.3kJ/kg，334.9 kJ/kg，335 kJ/kg，335.3 kJ/kg，335.7 kJ/kg。

7－2已知湿蒸汽的压力p=1MPa干度x=0.9。试分别用水蒸气表和h-s图求出hx，vx，ux，sx。

解：查表得：h``＝2777kJ/kg h`=762.6 kJ/kg

v``＝0.1943m3/kg v`＝0.0011274 m3/kg

u``= h``－pv``=2582.7 kJ/kg u`＝h`－pv`=761.47 kJ/kg

s``=6.5847 kJ/(kg.K) s`＝2.1382 kJ/(kg.K)

hx＝xh``+(1-x)h`=2575.6 kJ/kg

vx＝xv``+(1-x)v`=0.1749 m3/kg

ux＝xu``+(1-x)u`=2400 kJ/kg

sx＝xs``+(1-x)s`=6.14 kJ/(kg.K)

7-3在V＝60L的容器中装有湿饱和蒸汽，经测定其温度t＝210℃，干饱和蒸汽的含量mv=0.57kg，试求此湿蒸汽的干度、比容及焓值。

解：t＝210℃的饱和汽和饱和水的比容分别为：

v``＝0.10422m3/kg v`＝0.0011726 m3/kg

h``＝2796.4kJ/kg h`=897.8 kJ/kg

湿饱和蒸汽的质量：

解之得：

x=0.53

比容：vx＝xv``+(1-x)v`=0.0558 m3/kg

焓：hx＝xh``+(1-x)h`=1904kJ/kg

7－4将2kg水盛于容积为0.2m3的抽空了的密闭刚性容器中，然后加热至200℃试求容器中（1）压力；（2）焓；（3）蒸汽的质量和体积。

解：（1）查200℃的饱和参数

h``＝2791.4kJ/kg h`=852.4 kJ/kg

v``＝0.12714m3/kg v`＝0.0011565m3/kg

饱和压力1.5551MPa。

刚性容器中水的比容：

＝0.1 m3/kg

因此是湿蒸汽。

压力是饱和压力1.5551MPa。

干度：＝0.78

焓：hx＝xh``+(1-x)h`=2364.8kJ/kg

蒸汽的质量和体积：

mv=x×m=0.78×2=1.56kg

V= mv×v``＝0.19834m3

7-5已知8 m3的湿蒸汽，在p＝0.9 MPa时，其湿度（1－x）＝0.65，求此湿蒸汽的质量与

焓。

解：p＝0.9 MPa的饱和参数

h``＝2773kJ/kg h`=742.6 kJ/kg

v``＝0.21484m3/kg v`＝0.0011213m3/kg

湿蒸汽的质量：

0.0759 m3/kg

＝105.4kg

焓：h=mhx＝x(h``+(1-x)h`)=105.4×1453.24kJ =1.53×103 kJ

7-6有一台采暖锅炉，每小时能生产压力p＝1 MPa（绝对）、x＝0.95的蒸汽1500kg。当蒸汽的流速c≮25m/s时，管道中的压力损失可以不计，求输汽管的内径最小应多大？

解：p＝1 MPa、x＝0.95的比容

查表饱和参数v``＝0.1943m3/kg v`＝0.0011274m3/kg

0.18464 m3/kg

蒸汽体积流量：＝0.077m3/s

输汽管的半径最小为＝0.0313m

内径：0.0626m

7-7某空调系统采用p＝0.3 MPa、x＝0.94的湿蒸汽来加热空气。暖风机空气的流量为每小时4000标准m3，空气通过暖风机（从0℃）被加热到120℃。设蒸汽流过暖风机后全部变为p＝0.3 MPa的凝结水。求每小时需要多少千克蒸汽（视空气的比热为定值）。

解：空气吸收的热量：

＝619000kJ/h

p＝0.3 MPa的饱和参数：

h``＝2725.5kJ/kg h`=561.4 kJ/kg

p＝0.3 MPa、x＝0.94蒸汽的焓

hx＝xh``+(1-x)h`=2595.7kJ/kg

需要蒸汽

304.28 kg /h

法二：

湿蒸汽中起加热作用的仅为干饱和蒸汽

＝306.6 kg /h

7-8气缸中盛有0.5kg、t＝120℃的干饱和蒸汽，在定容下冷却至80℃。求此冷却过程中蒸汽放出的热量。

解：t＝120℃的干饱和蒸汽参数：

v``＝0.89202m3/kg h``＝2706.6kJ/kg p1=0.19854MPa

容积：V=mv``=0.44601 m3

t＝80℃的饱和蒸汽参数

v`＝0. 0010292m3/kg v``＝3.4104m3/kg

h``＝2643.8kJ/kg h`=334.92 kJ/kg p2=0.047359MPa

比容：＝0.89202 m3/kg

干度：＝0.26

焓：hx＝xh``+(1-x)h`=935.2kJ/kg

放出的热量：q=m(h``120-hx-vx(p2-p1))=817 kJ

7－9有一刚性容器，用一薄板将它分隔为A、B两部分。在A中盛有1kg、压力pA＝0.5 MPa