5-4某Rankine循环的蒸汽参数为：进汽轮机的压力，温度

5-4某Rankine循环的蒸汽参数为：进汽轮机的压力16MPap，温度o1540Ct，汽轮机出口压力20.008MPap，如忽略所有过程的不可逆损失，试求：⑴汽轮机出口乏气的干度与汽轮机的做功量；⑵水泵消耗的功量；⑶循环所做的净功；⑷循环热效率。解：查附录四得，各点的参数如下：1点（过热蒸汽）o11116MPa540C3517.0kJ/kg6.9999kJ/(kgK)ptHS2点（湿蒸汽）o222210.008MPa41.51C2190.0kJ/kg6.9999kJ/(kgK)ptHSS（2H的计算见（1））0.5926kJ/(kgK)8.2287kJ/(kgK)173.88kJ/kg2577.0kJ/kglglgSSHH3点（饱和液体）o33330.008MPa42.51C173.88kJ/kg0.5926kJ/(kgK)ptHS4点（未饱和水）416MPapp43173.886.0423179.92kJ/kgpHHW（PW的计算见（2））⑴设汽轮机出口乏气的干度为x，则2226.99990.5926(1)0.8398.22870.5926(1)0.8392577.0(10.839)173.882190.0kJ/kglglglglSSSxSxSxSSHxHxH汽轮机的做功量为212190.03517.01327.0kJ/kgSWHH⑵水泵消耗的功量为36343()1.008410(60.008)106.042310J/kg=6.0423kJ/kgPWVpp水⑶循环所做的净功为=1327.06.04231321.0kJ/kgSP⑷过热蒸汽从锅炉吸收的热量为1143517.0179.923337.1kJ/kgQHH循环热效率为11321.0=0.39583337.1WQ5-7某Rankine循环以蒸汽为工质，如加热锅炉产生的过热蒸汽参数分别为o3.5MPa,440C以及o8.0MPa,500C两种情况。而汽轮机排气压力均为0.006MPa，试计算这两种情况下的循环热效率及汽轮机排除废气的品质（即水气的含量）。分析计算结果说明了什么问题。解：两种情况下的循环热效率分别为0.368、0.408，汽轮机排除废气的品质分别为1-0.827=0.163、1-0.794=0.206，计算结果说明同时提高进气压力和温度能够提高循环的热效率，但是汽轮机出口蒸汽的湿度有可能增加。单独提高进气温度使循环的热效率提高、出口蒸汽的湿度降低；单独提高进气压力使循环的热效率提高、出口蒸汽的湿度降低。在本例中由于进气压力的增量过大，温度的增量相对较小，因此进气压力的提高起主导作用，湿度增加。5-13蒸汽动力循环的流程如左图所示。已知锅炉产生的蒸汽压力16MPap，温度o1111o222213.5MPa440C3314.3kJ/kg6.9781kJ/(kgK)0.006MPa36.16C2149.0kJ/kg6.9781kJ/(kgK)0.5210kJ/(kgK)8.3304kJ/(kgK)151.53kJ/kglglptHSptHSSSSH22221o332567.4kJ/kg(1)6.97810.52100.8278.33040.5210(1)0.8272567.4(10.827)151.532149.0kJ/kg2149.03314.31165.3kJ/kg0.006MPa36.16ggllglglSHSxSxSSSxSSHxHxHWHHpt33413333643343C151.53kJ/kg0.5210kJ/(kgK)3.5MPa1.0064cm/g1.006410m/kg()1.006410(3.50.006)103.516410J/kg=3.5164kJ/kg151.533.5164155.05kJ/kg=1165.33PpSPHSppVWVppHH水水1141.51541161.7kJ/kg3314.3155.053159.3kJ/kg1161.7=0.3683159.3QHHWQo1111o222218.0MPa500C3398.1kJ/kg6.7229kJ/(kgK)0.006MPa36.16C2070.1kJ/kg6.7229kJ/(kgK)0.5210kJ/(kgK)8.3304kJ/(kgK)151.53kJ/kglglptHSptHSSSSH22221o332567.4kJ/kg(1)6.72290.52100.7948.33040.5210(1)0.7942567.4(10.794)151.532070.1kJ/kg2070.13398.11328.0kJ/kg0.006MPa36.16ggllglglSHSxSxSSSxSSHxHxHWHHpt33413333643343C151.53kJ/kg0.5210kJ/(kgK)8.0MPa1.0064cm/g1.006410m/kg()1.006410(8.00.006)108.045210J/kg=8.0452kJ/kg151.538.0452159.58kJ/kg=1328.08PpSPHSppVWVppHH水水1141.04521319.9kJ/kg3398.1159.583238.5kJ/kg1319.9=0.4083238.5QHHWQo1500Ct，该蒸汽经节流阀作绝热膨胀后压力降至25MPap，然后进入汽轮机作可逆绝热膨胀到排气压力30.005MPap，试求：⑴在TS图，HS图画出此循环的示意图；⑵汽轮机的入口温度；⑶每kg蒸汽在汽轮机中的做功量；⑷循环的热效率（不考虑水泵的耗功）。解：⑴⑵由16MPap、1500Ct查得113422.2kJ/kg6.8803kJ/(kgK)HS1-2为节流膨胀过程，焓变为0，即213422.2kJ/kgHH。由25MPap、23422.2kJ/kgH查得2495Ct26.9697kJ/(kgK)S汽轮机的入口温度为2495Ct。⑶2-3为等熵过程，326.9697kJ/(kgK)SS，由30.005MPap、36.9697kJ/(kgK)S查得332.56Ct0.4718kJ/(kgK)8.4025kJ/(kgK)136.50kJ/kg2560.9kJ/kglglgSSHH状态点3为湿蒸汽，其干度为36.96970.47180.8198.40250.4718lglSSxSS焓为3(1)0.8192560.9(10.819)136.502122.9kJ/kgglHxHxH因此，蒸汽在汽轮机中的做功量为322122.93422.21299.3kJ/kgSWHH⑷状态点4为饱和液体水，其参数为o44440.005MPa32.56C136.50kJ/kg0.4718kJ/(kgK)ptHS对应比容为31.0052cm/gV水状态点5为未饱和水，压力为516MPapp，焓为5454()136.501.0052(60.005)142.52kJ/kgHHVpp水水在锅炉中吸收的热量为1153422.2142.523279.7kJ/kgQHH故循环的热效率为11299.3=0.39623279.7SWQ5-21单级蒸汽压缩制冷在TS图上表示如左图所示，请说明：⑴a.12b.24c.45d.56e.61各是什么过程；⑵在什么设备内实现上述各个过程；⑶这些过程在制冷循环中各起什么作用。1224455661过程绝热压缩等压冷却、冷凝等压冷却节流膨胀等压等温蒸发设备压缩机冷凝器冷凝器节流阀蒸发器作用提高制冷剂的压力把工质的热量带走，使过热气体冷却成饱和蒸汽，再冷凝成饱和液体。将饱和液体再度冷却为未饱和液体，以提高制冷系数降低并调节制冷剂的压力，使制冷剂变为湿蒸汽状态湿蒸汽在蒸发器中吸热汽化，变成饱和蒸汽5-27某制冷装置采用氨作制冷剂，蒸发室温度为10C，冷凝室温度为38C，制冷量为51010kJ/h，试求：⑴压缩机消耗的功率；⑵制冷剂的流量；⑶制冷系数。解：在氨的电子压焓图上画出制冷循环图，1→2为等熵过程，2→3是等压过程，3→4是等焓过程，4→1是等温过程。各点的焓值如下：12341448.3kJ/kg,1545.5kJ/kg,245.8kJ/kgHHHH12345节流阀汽轮机冷凝器锅炉过热器水泵12345节流阀汽轮机冷凝器锅炉过热器水泵单位制冷量为0141448.3245.81202.5kJ/kgqHH制冷剂的流量（循环量）为5001010831.6kg/h1202.5Qmq压缩机的单位耗功量为211545.51448.397.2kJ/kgSWHH压缩机消耗的功率为831.697.222.45kw36003600STmWP制冷系数为01202.5=12.497.2SqW5-36一台蒸汽压缩制冷装置要同时满足三种不同低温的要求，试将该装置的流程图与制冷循环表示在-TS图和pH图上。低压蒸发器高压蒸发器I低压汽缸I水冷器I低压汽缸II水冷器II高压蒸发器II节流阀I节流阀II节流阀III中间冷却罐I中间冷却罐II高压汽缸冷凝器123456789101112三级压缩制冷的示意图三级压缩制冷的-TS图和pH图5-37在25C时，氢的状态方程式可表示为46.410pVRTp，问在25C、5303.910Pa时将氢气通过节流膨胀后，气体的温度是上升还是下降？解：节流膨胀为减压的等焓过程，膨胀效率为JHTp因为0p，所以T与J的符号相反。()pTpHpHVTVpTTHpCT氢的状态方程式46.410pVRTp，可以改写成46.410RTVp则()pVRTp44()(6.410)6.4100pVRRTTVTTpp比热容0pC，因此0J，故0T，即节流膨胀后气体的温度上升。5-38压缩机出口的氨，压力为514.1810Pa及温度为50C，若按下述不同的过程膨胀到101.3kPa。⑴绝热节流膨胀；⑵可逆绝热膨胀。试求氨膨胀后的温度。解：⑴绝热节流膨胀为等焓过程；⑵可逆绝热膨胀为等熵过程。在氨的电子Log(p)-h图上找到压力为514.1810Pa、温度为50C对应的点1，然后沿等焓线（图中的竖直线）找到压力为101.3kPa的点⑴；从点1沿等熵线找到压力为101.3kPa的点⑵。从图中读出点⑴和点⑵的温度：(1)18.1CT,(2)33.3CT。5-40采用简单的林德（Linde）循环使空气液化，空气初温为300K，膨胀前的初压为10.13MPa（绝压），节流后的压力为0.1013MPa，空气流量（标准状态）为15L/min，试求：⑴在理想操作下，空气的液化百分数与每小时的液化量；⑵若换热器热端温差是5C，由外界传入的热量为3.34kJ/kg。问对液化量的影响如何。解：⑴以1kg压力为0.1013MPa的空气为基准，设液化量为kgx，从空气的T-S图中读出120398kJ/kg,316kJ/kg,117kJ/kgHHH所以空气的液化量为12103983160.292398117HHxHH因此，空气的液化百分数为29.2%。标准状态下