Hm-H123289-276 =0.2103 H69721-2763.5 △B. 1374×107 100% 100%=2.80% B 49156×108 混合后湿蒸汽的熵为 Sm=xwSrt(1-Xw)Sg 0.2103×1.9922+(1-0.2103)×6.7080=57163(kJ(kg·K) 于是混合前水和过热水蒸汽的有效能函数分别为 Ba=H-TSa=503.71-288×1.5276=63.76(kJ/kg) Bt=Hb-TSb=3059.0-288×7.2965=95761(kJ/kg) 这样混合前总的有效能为 B1=aB+bBb=2×105×63.76+5×105×95761=49156×108(kJ/h) 混合后水和蒸汽混合物的有效能函数为 Bm=Hm-TSm=23289-288×5.7163=68260(kJ/kg) 因此这一过程的总的有效能的降低为 △B=mBm-B1=(2+5)×105×68260-4.9156×108=-1.374×107(kJ/h) 有效能相对于初态时降低的百分率为 1.374×107 100% 100%=2.80% B 4.9156×108 13.某工厂一工段需要流量为10m3·h,温度为80℃的热水。现有0.3MPa的饱和水蒸汽和30℃的 循环回水可供调用。请你设计一个热水槽,进入该槽的燕汽和冷水各为多少流率?相应的燕汽管和冷 水管尺寸如何? 解:这是一个稳定流动系统,动能及势能不是很突出,可以忽略不计。若忽略混合时的热量损失 而混合过程无机械轴功产生,即Q=0,W=0。 稳流系统热力学第一定律,△H=Q+W3=0,即进出焓相等 冷水的热力学性质:30℃,近似为饱和液体,H冷水=12579kJ·kg1,比容1.00431*103m3·kg 饱和蒸汽的热力学性质:03MPa,饱和温度为13355℃,H汽=27253kJ·kg,比容 606℃103m3·kg1 热水的热力学性质:80℃,近似为饱和液体,H热水=33491AJ·kg1 比容为1.029×10-3=m3kg1 设冷水的流量为m水,蒸汽的质量流量为m汽。 热水流量为m1029×10m3·kg=97182k,h 0m3·h 蒸汽一m热水×H热水 m水×125794(97182-m水)×27253=97182×33491 解得m水=8964kgh :781.8kg·h51 7 8 1 2328.9 2763.5 0.2103 697.21 2763.5 1.374 10 100% 100% 2.80% 4.9156 10 m g w f g t t H H x H H B B − − = = = − −  −   =  =  混合后湿蒸汽的熵为 Sm＝xwSf＋（1－xw）Sg ＝0.2103×1.9922＋（1－0.2103）×6.7080＝5.7163（kJ/（kg·K）） 于是混合前水和过热水蒸汽的有效能函数分别为 Ba＝Ha－T0Sa＝503.71－288×1.5276＝63.76（kJ/kg） Bb＝Hb－T0Sb＝3059.0－288×7.2965＝957.61（kJ/kg） 这样混合前总的有效能为 B1t=aBa＋bBb=2×105×63.76＋5×105×957.61＝4.9156×108（kJ/h） 混合后水和蒸汽混合物的有效能函数为 Bm=Hm－T0Sm=2328.9－288×5.7163=682.60（kJ/kg） 因此这一过程的总的有效能的降低为 △Bt=mBm－B1t=（2+5）×105×682.60－4.9156×108＝－1.374×107（kJ/h） 有效能相对于初态时降低的百分率为 7 8 1 1.374 10 100% 100% 2.80% 4.9156 10 t t B B  −   =  =  13．某工厂一工段需要流量为 10 m3·h -1，温度为 80℃的热水。现有 0.3MPa 的饱和水蒸汽和 30℃的 循环回水可供调用。请你设计一个热水槽，进入该槽的蒸汽和冷水各为多少流率？相应的蒸汽管和冷 水管尺寸如何？ 解：这是一个稳定流动系统，动能及势能不是很突出，可以忽略不计。若忽略混合时的热量损失， 而混合过程无机械轴功产生，即 Q=0，Ws=0。 稳流系统热力学第一定律，ΔH=Q ＋Ws=0，即进出焓相等 冷水的热力学性质：30℃，近似为饱和液体，H 冷水=125.79 kJ·kg-1，比容 1.0043l*10-3m3·kg-1 饱和蒸汽的热力学性质：0.3MPa，饱和 温度为 133.55℃，H 蒸 汽 =2725.3 kJ ·kg-1 ，比容 606℃10-3 m3·kg-1 热水的热力学性质：80℃，近似为饱和液体，H 热水=334.91 kJ·kg-1 比容为 3 3 1 1.029 10− −  = m  kg 设冷水的流量为 m 水，蒸汽的质量流量为 m 汽。 热水流量为 1 3 3 1 3 1 9718 2 1029 10 10 − − − − =     = . k g h . m k g m h m热水 则 m水  H冷水 + m汽  H蒸汽 = m热水  H热水 m水 125.79 + (9718.2 − m水 ) 2725.3 = 9718.2334.91 解得 1 8936.4 − m水 = kg  h 1 781.8 − m蒸汽 = kg  h