发布时间 : 星期日 文章工程热力学复习题更新完毕开始阅读94cd6fbbb14e852458fb578b
五、计算题
1. 某蒸汽动力装置，蒸汽流量为40 t/h，进口比焓为3440kJ/kg，出口比焓为2240kJ/kg。
试求：单位质量蒸汽经汽轮机对外输出的功为多少？ （1） 汽轮机的功率多大？ （2） 若进出口蒸汽流速分别为60m/s和140m/s时，对汽轮机输出功有多大影响？ 2. 某闭口的绝热容器，由一不导热的垂直隔板分为L和R两部分，如图2所示。R边盛5kg 37℃的水，L边盛10kg 72℃的水。当移去隔板后两边的水混合均匀而重新达到新的热力平衡。已知环境的温度为TO=15℃，水的比热为4.1868KJ/(kg.K)。求： （1）混合后绝热闭口系熵的增量；
（2）由于混合所引起的作功能力的损失为多少？
3．将初态B＝0.1Pa，t1=20℃，φ1＝60％的空气在加热器中加热至t2=50℃，然后送入干燥箱用于烘干物体。空气从干燥箱出来时的温度为t3=30℃。已知：d1=8.9g /kg（a），h1=42.8kJ/kg（a），h2=73.5kJ/kg（a），d3=17.0g /kg（a），试求： （1）将此过程绘在h-d图上；
（2）从干燥室每吸收1kg水分所需空气量和加热量。
4．系统经一热力过程，放热8kJ，对外作功26 kJ。为使其返回原状态，对系统加热6 kJ，问需对系统作功多少？
5．在两个恒温热源间工作的某动力循环系统，其高温热源温度=300K。循环中工质吸热过程的熵变Δs1=1.0kJ/(kg·K) ，吸热量程的熵变Δs2= –1.0kJ/(kg·K), 放热量
=600kJ/kg。环境温度
=1000K低温热源温度=980kJ/kg；工质放热过=300K，试求：
（1）循环的热效率；
（2）吸热过程和放热过程的熵流和熵产；
（3）用孤立系统熵增原理判断该循环能否实现。
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6. 某蒸汽压缩式制冷机，用氨作制冷剂，制冷量为10kJ/h。压缩机入口状态1为干饱和蒸气，出口状态2为过热蒸气，冷凝器出口状态3为饱和液体。已知冷凝温度为300K，压力为1.06MPa；蒸发温度为260K，压力为0.255 MPa；水的比热为4.187kJ/(kg.℃)。经查表得：h1＝1570kJ/kg，h2＝1770 kJ/kg，h3=450 kJ/kg。试求： （1）每千克氨的吸热量q2； （2）氨的质量流量； （3）压气机消耗的功率P； （4）冷却水带走的热量Q1；
（5）若冷却水的温升为5℃，求冷却水的流量W （6）制冷系数ε。
（7）将此循环描述在T-s图上。
7. 空气由初态压力为0.1MPa，温度20℃，经2级压缩机压缩后，压力提高到2MPa。若空气进入各级气缸的温度相同，且各级压缩过程的多变指数均为1.2，求最佳的中间压力为多少？
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?并求生产1kg质量的压缩空气所消耗的理论功？求各级气缸的排气温度为多少？空气的气体常数取Rg=287.09J/(kg·K).
8. 已知一热机的高温热源温度为1000℃，低温热源温度为100℃，工质与高温热源间的传热温差为100℃，与低温热源间的传热温差为50℃，热机效率等于卡诺热机的效率，环境温度为27℃，当热机从高温热源吸入1000KJ的热量时，求：
1）热机的热效率，
2）由于高温热源传热温差而引起的做功能力损失和由于低温热源传热温差而引起的做功能力损失，
3）由于传热温差而引起的总的做功能力损失。
9．压气机在95 kPa、25 ℃的状态下稳定地以340 m3/min的容积流率吸入空气，进口处的空气流速可以忽略不计；压气机排口处的截面积为0.025 m2，排出的压缩空气的参数为200 kPa、120 ℃。压气机的散热量为60 kJ/min。已知空气的气体常数Rg=0.287 kJ/(kg.K)，比定容热容cV=0.717 kJ/(kg.K)，求压气机所消耗的功率。
10．压力为0.1MPa，温度为20℃的空气进入压缩机，绝热压缩至0.6MPa后排入贮气筒。已知空气的气体常数Rg=0.287 kJ/(kg.K)，比定容热容cV=0.717 kJ/(kg.K)，环境温度t0=20℃。
1）试问压缩机空气出口温度能否是180℃？
2）若将空气绝热压缩至0.6MPa，250℃，试问可用能（作功能力）损失为多少？并用T-S图表示之。
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11、某一刚性绝热容器，有一隔板将容器分为容积相等的两部分，每一部分容积为0.1m。如容器一边是温度为40℃，压力为0.4MPa的空气，另一边是温度为20℃，压力为0.2MPa的空气。当抽出隔板后，两部分空气均匀混合而达到热力平衡。求混合过程引起的空气熵的变化。
12、1kg某种双原子理想气体经历一可逆多变过程从初态=217℃,
=0.3636MPa。(1)求
和
=727℃, p1=7.9MPa膨胀到终态
=0.1MPa，
；(2)求出此过程的多变指数n并在p-v图和T-s
图上画出该过程；(3)计算过程的Δu、Δs及过程功w和热量q。已知：当地大气压气体Rg=287 J/(kg·K)，比热可取定值cV=0.718kJ/(kg·K)。
13、1kg氮气从初态1定压膨胀到终态2，然后定熵膨胀到终态3。设已知以下各参数：t1=500℃，v2=0.25m3/kg ，p3＝0.1MPa，v3=1.73m3/kg。求（1）1、2、3三点的温度、比容和压力的值。（2）在定压膨胀和定熵膨胀过程中内能的变化和所作的功。 14、供暖用风机连同加热器，把温度为t1?0℃的冷空气加热到温度为t2?250℃，然后送入建筑物的风道内，送风量为0.56kg/s，风机轴上的输入功率为1kW，设整个装置与外界绝热。试计算：（1）风机出口处空气温度；（2）空气在加热器中的吸热量；（3）若加热器中有阻力，空气通过它时产生不可逆的摩擦扰动并带来压力降，以上计算结果是否正确？
15、设有一恒温T2的低温余热源和一恒温为T1（T1>T2）的高温热用户，已知环境的温度为T0，而且T0＜T2，求：
(1) 在不消耗其它动力的条件下，试设计出理想情况下，利用低温热源的热向高温热用户提供热量Q1，而不违反热力学定律的一种方案。
(2) 试推导出你设计的这种方案的热量利用率。热量利用率的定义为Q1与低温余热源放出热量的比值。
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