第五章 习题(蒸汽动力循环和制冷循环)

第五章 蒸汽动力循环和制冷循环

5－3 设有一台锅炉，每小时产生压力为2.5MPa ，温度为350℃的水蒸汽4.5吨，锅炉的给

水温度为30℃，给水压力2.5MPa 。已知锅炉效率为70％，锅炉效率：染料可提供的热量

蒸汽吸收的热量=

B η。

如果该锅炉耗用的燃料为煤，每公斤煤的发热量为29260kJ ·kg -1，求该锅炉每小时的耗煤量。

解：查水蒸汽表 2.5MPa 20℃H 2O 13.86-⋅=kg kJ H 2.5MPa 40℃H 2O 177.169-⋅=kg kJ H 内插得到 2.5MPa 30℃H 2O 1

04.1282

3

.8677.169-⋅=+=

kg

kJ H

查水蒸汽表 2.0MPa 320℃H 2O 15.3069-⋅=kg kJ H 2.0MPa 360℃H 2O 13.3159-⋅=kg kJ H 内插得到 2.0MPa 350℃H 2O 1

85.31365.30693040

5

.30693.3159-⋅=+⨯-=

kg

kJ H

查水蒸汽表 3.0MPa 320℃H 2O 14.3043-⋅=kg kJ H 3.0MPa 360℃H 2O 17.3138-⋅=kg kJ H 内插得到 3.0MPa 350℃H 2O 1

88.31144.30433040

4

.30437.3138-⋅=+⨯-=kg kJ H

内插得到 2.5MPa 350℃H 2O 1

87.31252

85

.313688.3114-⋅=+=

kg

kJ H

锅炉在等压情况下每小时从锅炉吸收的热量：

1

3

1231490235)04.12887.3125(105.4)(2-⋅=-⨯⨯=-∆=h

kJ H H H m Q O H

锅炉每小时耗煤量： 1

6.65829260

7.013490235-⋅=⨯=

h

kg mcoal

5－4 某朗肯循环的蒸汽参数为：进汽轮机的压力MPa p 61=，温度C t ︒=5401，汽轮机出口压力MPa p 008.01=。如果忽略所有过程的不可逆损失，试求：（1）汽轮机出口乏气的干度与汽轮机的作功量；（2）水泵消耗的功量；（3）循环所作出的净功；（4）循环热效率。 解：朗肯循环在T －S 图上表示如下：

1点（过热蒸汽）性质：

MPa p 61=，C t ︒=5401，

1

10.3517-⋅=kg

kJ H 1

19999.6-⋅=kg

kJ S

2点（湿蒸汽）性质：

MPa p 008.02=，1

1

29999.6--⋅⋅==K

kg kJ S S l

188.173-⋅=kg kJ H l 1

5026.0-⋅=kg kJ S l

1

2577-⋅=kg

kJ H g 1

2287.8-⋅=kg

kJ S g 130084.1-⋅=g cm V l

1－2过程在膨胀机内完成，忽略过程的不可逆性，则该过程为等熵过程，

1

1

129999.6--⋅⋅==K

kg

kJ S S

（1） 设2点干度为x ，由汽液混合物的性质计算可知：2)1(S S x xS

l g

=-+

839.05926

.02287.85926.09999.62=--=--=l

g l S S S S x

2点汽液混合物熵值：

1

210.219088.173)839.01(839.02577)1(-⋅=⨯-+⨯=-+=kg

kJ H x xH

H l g

汽轮机向外作功：1

129.13261.21900.3117--=+-=-=kJkg H H W S

（2） 水泵消耗的功率：

1

6

610

610

008.0042.610

10)008.06(0084.16

6

--⨯⨯⋅=⨯⨯-⨯==

⎰kg

kJ dp V

W l

p

（3） 循环所做净功：1

86.1320)042.69.1326()(-=+--=+-=kJkg W W W p S 净

（4） 循环热效率

1

34922.179042.688.173-⋅=+=+=+=kg

kJ W H W H H p l p

3958.0922

.1790.3517042.69.1326)

(4

121=--=

--≈

+-=

H H H H Q

W W p S η

5－16 某蒸汽厂采用朗肯循环操作，已知进入汽轮机的蒸汽温度为500℃，乏气压力为0.004MPa ，试计算进入汽轮机的蒸汽压力分别为4MPa 和14MPa 时，（1）汽轮机的作功量；（2）乏气的干度；（3）循环的气耗率；（4）循环的热效率；（5）分析以上计算的结果。 解：

1点：,41MPa p = C t ︒=5001 1

13.3445

-⋅=kg kJ H ，1

1

10901.7--⋅⋅=K

kg kJ S

2点：MPa p 004.02=，1

1

120901.7--⋅⋅==K

kg

kJ S S

1

46.121-⋅=kg

kJ H l 1

4226

.0-⋅=kg kJ S l

1

4.2554-⋅=kg

kJ H g 14746

.8-⋅=kg kJ S l 1

3004.1-⋅=g cm V l 1－2过程在膨胀机内完成，忽略过程的不可逆性，则该过程为等熵过程，