天津大学：《化工热力学》课程教学资源（试卷习题）习题七.pdf_大学文库

7-1在p-V图和T-S图上画出等温、等熵,n=1.25的压缩过程,并分别用面积在两个图上表示出压气机的功耗。 7-2设有两台氮气压气机,它们的进、出口状态参数相同,但一台实施的是n=16的可逆多变过程,另一台实施的是不可逆绝热压缩过程。不通过计算,试利用T-S图说明哪一台压气机生产单位质量压缩气体耗功多? 7-3某气体依次经历绝热、等容、等压3个可逆过程完成循环。试在T-S图上判断该循环是热机循环还是制冷循环。 7-4蒸汽动力循环中,在膨胀机中膨胀作功后乏气被排入冷凝器中,向冷却水放出大量的热量,如果将乏气直接送入锅炉中使其再吸热变为新蒸汽,不是可以避免在冷凝器中放走大量热量,从而减少对新汽的加热量,大大提高热效率吗?这样的想法对不对?为什么? 7-5何谓制冷系数?何谓热泵系数?试用热力学原理说明能否用一台制冷装置在夏天制冷、冬天供暖、 7-6本章提到的各种制冷循环有否共同点?若有,是什么? 7-7用液体输送泵,将温度为25℃的水,从0.IMPa加压到1.0MPa,进入锅炉去生产蒸汽,假设加压过程是绝热的,泵的实际效率相当于绝热可逆过程效率的06,求需要的功为多少? 7-8某化工厂加氢工段要求以1kgh-的速率将氢气从初压为05MPa,初温为20℃ 的状态,加压到2.5MPa的固定床反应器中,试分别按等温压缩、绝热压缩和多变压缩过程的功耗。设多变指数n=1.20。若反应器温度为150℃,问出压缩机的氢气应采取什么措施来达到反应器的温度 7-9设计一台压缩机处理4.4℃、101.35kPa的氨849m3h。排出压力为1206kPa。操作分两级,中间冷却到267℃。当中间压力按所需功为最小的原则选定时,计算所需总功率。每级都在可逆绝热下操作,求在中间冷却器中,从气体移走的热量。 7-10在蒸汽动力装置中,为调节输出功率,让从锅炉出来的压力P=25MPa,温度 T1=490℃的蒸汽,先经节流阀,使之压力降为P2=1.5MPa,然后再进入汽轮机等熵膨胀至 40kPa。设环境温度为20℃,求: (1)绝热节流后蒸汽的温度 (2)节流过程熵的变化; (3)节流的有效能损失,并将其表示在T-S图上 7-11某一理想的 Rankine循环,锅炉的压力为40MPa,冷凝器的压力为0.005MPa, 冷凝温度为32.56℃,求以下两种条件时, Rankine循环的热效率与乏气冷凝所放出的热量, 并加以比较。(1)如果进入汽轮机的蒸汽是饱和蒸汽;(2)如果进入汽轮机的蒸汽是温度为 40℃的过热蒸汽。 7-12某绝热操作的蒸汽透平机,产生的功率为2983KW。进入透平机的蒸汽为2.068 MPa、482℃。由透平机排出的乏气为0.034MPa的饱和蒸汽。试问通过透平机的蒸汽流率为多少?与等熵操作相比,透平的效率是多少? 7-13在 Rankine循环中,蒸汽进入汽轮机的初压力为135MPa,初温度为550℃,乏气压力为0.004MPa,求循环净功、加热量、热效率、汽耗率及汽轮机出口干度。 7-14按题13的蒸汽参数,若采用一次再热循环,即当蒸汽在汽轮机中膨胀至3MPa 时,再热到初温550℃,然后进入汽轮机膨胀至压力为0.004MPa,求该循环的净功、加热量、热效率、汽耗率及汽轮机的出口干度。 7-15某火力发电厂按一级抽汽回热循环工作,如图所示。新蒸汽参数为p1=40MPa

7-1 在 −Vp 图和图上画出等温、等熵， − ST n = 25.1 的压缩过程，并分别用面积在两个图上表示出压气机的功耗。 7-2 设有两台氮气压气机，它们的进、出口状态参数相同，但一台实施的是的可逆多变过程，另一台实施的是不可逆绝热压缩过程。不通过计算，试利用图说明哪一台压气机生产单位质量压缩气体耗功多？ n = 6.1 − ST 7-3 某气体依次经历绝热、等容、等压 3 个可逆过程完成循环。试在图上判断该循环是热机循环还是制冷循环。 − ST 7-4 蒸汽动力循环中，在膨胀机中膨胀作功后乏气被排入冷凝器中，向冷却水放出大量的热量，如果将乏气直接送入锅炉中使其再吸热变为新蒸汽，不是可以避免在冷凝器中放走大量热量，从而减少对新汽的加热量，大大提高热效率吗？这样的想法对不对？为什么？ 7-5 何谓制冷系数？何谓热泵系数？试用热力学原理说明能否用一台制冷装置在夏天制冷、冬天供暖、。 7-6 本章提到的各种制冷循环有否共同点？若有，是什么？ 7-7 用液体输送泵，将温度为 25℃的水，从 0.1MPa 加压到 1.0MPa，进入锅炉去生产蒸汽，假设加压过程是绝热的，泵的实际效率相当于绝热可逆过程效率的 0.6，求需要的功为多少？ 7-8 某化工厂加氢工段要求以 1 的速率将氢气从初压为 0.15 MPa，初温为 20℃ 的状态，加压到 2.5 MPa 的固定床反应器中，试分别按等温压缩、绝热压缩和多变压缩过程的功耗。设多变指数。若反应器温度为 150℃，问出压缩机的氢气应采取什么措施来达到反应器的温度。 1 hkg − ⋅ = 20.1n 7-9 设计一台压缩机处理 4.4℃、101.35kPa 的氨 849 13 hm − ⋅ 。排出压力为 1206kPa。操作分两级，中间冷却到 26.7℃。当中间压力按所需功为最小的原则选定时，计算所需总功率。每级都在可逆绝热下操作，求在中间冷却器中，从气体移走的热量。 7-10 在蒸汽动力装置中，为调节输出功率，让从锅炉出来的压力 MPa，温度 ℃的蒸汽，先经节流阀，使之压力降为 P1 = 5.2 T1 = 490 P2 = 5.1 MPa，然后再进入汽轮机等熵膨胀至 40kPa。设环境温度为 20℃，求：（1）绝热节流后蒸汽的温度；（2）节流过程熵的变化；（3）节流的有效能损失，并将其表示在 − ST 图上 7-11 某一理想的 Rankine 循环，锅炉的压力为 4.0 MPa，冷凝器的压力为 0.005 MPa，冷凝温度为 32.56℃，求以下两种条件时，Rankine 循环的热效率与乏气冷凝所放出的热量，并加以比较。（1）如果进入汽轮机的蒸汽是饱和蒸汽；（2）如果进入汽轮机的蒸汽是温度为 440℃的过热蒸汽。 7-12 某绝热操作的蒸汽透平机，产生的功率为 2983KW。进入透平机的蒸汽为 2.068 MPa、482℃。由透平机排出的乏气为 0.034MPa 的饱和蒸汽。试问通过透平机的蒸汽流率为多少？与等熵操作相比，透平的效率是多少？ 7-13 在 Rankine 循环中，蒸汽进入汽轮机的初压力为 13.5 MPa，初温度为 550℃，乏气压力为 0.004 MPa，求循环净功、加热量、热效率、汽耗率及汽轮机出口干度。 7-14 按题 13 的蒸汽参数，若采用一次再热循环，即当蒸汽在汽轮机中膨胀至 3 MPa 时，再热到初温 550℃，然后进入汽轮机膨胀至压力为 0.004 MPa，求该循环的净功、加热量、热效率、汽耗率及汽轮机的出口干度。 7-15 某火力发电厂按一级抽汽回热循环工作，如图所示。新蒸汽参数为 p1 = 0.4 MPa

t1 = 420 ℃，背压 p2 = 007.0 MPa。抽汽压力 p A = .0 4 MPa，回热器为混合效率为 T = 80.0 式。汽轮机相对内 η ，忽略泵功。试求：（1）定性画出循环的T − S 图； 7-15 图态参数如下表： ℃ （2）抽汽系数 a ；（3）循环吸热量，放热量，净输出功 q1 q2 W ；（4）循环热效率。例查得有关状 t / h / )kgkJ( −1 ⋅ S / )kkgkJ( −− 11 p / MPa ⋅⋅ 4.0 420 3261.4 6.8399 0.4 2716.0 6.8399 0 .007 2452.0 6.8399 p / MPa 0.4 0.007 h / )kgkJ( −1 ⋅ 604.7 163.88 16 某蒸汽压缩制冷装置，用水作制冷剂。按设计，在冷凝器温度为 21℃，蒸发器（制 7- 冷器）温度为 4℃之间操作时，它的制冷能力为 5kg 。假设压缩过程为可逆绝热的，离开蒸发器的蒸汽是饱和的，试求：（1）将此循环草图绘在 − ST 和 P − H 图上。的循量。 rnot 循环与 b 问所得的结果进行比较。蒸发器中蒸发，制冷能力为 10 k ：制冷剂每小时的循环量；蒸汽量；的含量；逆向 Carnot 循环的制冷系数。采用水蒸汽在大气压下进行冷凝生的压力降（膨个部分的压力；（2）计算制冷系数和所需环（3）试将在同样温度条件下操作的 Ca （4）用虚线说明实际循环与 a 问所画的循环间的偏离。 7-17 某蒸汽压缩制冷装置中，-15℃汽、液混合物的氨在 5 1 hJ − ⋅ ，蒸发后的氨成为饱和气态，进入压缩机经可逆绝热压缩使压力达到 1.17 MPa 。试求（1）（2）压缩机消耗的功率及处理的（3）冷凝器的放热量；（4）节流后制冷剂中蒸汽（5）循环的制冷系数；（6）在相同温度区间内， 7-18 一吸收制冷装置采用氨作为制冷剂，水作为吸收剂。放出的热量作为供给再生器的热量。再生器的温度为 79.4℃，所用冷却水的温度为 15.6 ℃，冷凝器及吸收器的温度为 21.1℃，在蒸发器中氨蒸发的温度为-12.2℃。假定操作是绝热的（再生器加热，吸收器去热除外），并且忽略由于摩擦产胀阀除外）。求（1）计算系统每（2）计算浓氨及稀氨溶液的组成；