膨胀功、轴功、技术功、流动功之间有何区别与联系?流动功的大小与过程特性有无关系?答:膨胀功是系统由于体积变化对外所作的功;轴功是指工质流经热力设备(开口系统)时,热力设备与外界交换的机械功,由于这个机械功通常是通过转动的轴输入、输出,所以工程上习惯成为轴功;而技术功不仅包括轴功,还包括工质在流动过程中机械能(宏观动能和势能)的变化;流动功又称为推进功,1kg工质的流动功等于其压力和比容的乘积,它是工质在流动中向前方传递的功,只有在工质的流动过程中才出现。对于有工质组成的简单可压缩系统,工质在稳定流动过程中所作的膨胀功包括三部分,一部分消耗于维持工质进出开口系统时的流动功的代数和,一部分用于增加工质的宏观动能和势能,最后一部分是作为热力设备的轴功。对于稳定流动,工质的技术功等于膨胀功与流动功差值的代数和。如果工质进、出热力设备的宏观动能和势能变化很小,可忽略不计,则技术功等于轴功。

解:MPa、℃的蒸汽处于过热状态,k=1.30由临界压力比可得:

所以

查图表并插值得到:

理想绝热过程熵不变,所以有:

查表可得:

所以出口速度为:

5-10 测得大气的相对湿度、℃,已知大气压力为0.1MPa,试求大气的含湿量d 。

解: 查表得到:

时,

所以:

5-11 进入烘干装置的空气温度为10℃,相对湿度,在加热器里被加热到50℃,从干燥室排出时的温度为30℃。求每蒸发1kg水分所需的空气流量及所消耗的热量。

解:由查表得到:

加热过程比湿度不变,沿定d线到,

在干燥器中经历的是绝热加湿过程,其焓值近似不变,沿定h线到,

所以干空气的流量为

湿空气的流量为

所消耗的热量为:

5-12 为了保证精密仪表的精度及电绝缘的质量,要求保管及使用场所的大气不能太潮湿。如果大气温度为35℃,相对湿度,则需进行去湿处理,现将其冷却到10℃,问每千克干空气的湿空气将有多少水分被分离出来? 当这种含湿量已降低的湿空气再次被加热到25℃时,相对湿度为多少?加热量为多少?

解:由查表得到:

沿定d线到在沿定到得到

析出水量为:

沿定d线到得到

加热量为:

5-13 已知房间墙壁的温度为16℃。如果室内空气的温度为21℃,试问为防止在墙壁上发生凝结现象,空气允许的最大相对湿度为多少?

解:查表知对应的饱和压力为

对应的饱和压力为

所以

5-14 一刚性容器,装有0.7kg的干空气,开始的压力和温度分别为105Pa和22℃,然后向容器内引入水蒸气,直至成为22℃的饱和湿空气。求:⑴ 加入了多少水蒸气? ⑵ 混合气体的总压力为多少?

解:由查表得到:

加入的水蒸气的量为:

由及得到:

5-15已知湿空气的温度t = 18℃ 、露点℃,试求其相对湿度、绝对湿度及含湿量。如将上述湿空气加热到40℃,其相对湿度、绝对湿度各为多少?已知大气压力为0.1MPa。

解:查表知

对应的饱和压力为

对应的饱和压力为

所以相对湿度为:

加热到40oC,绝对湿度不变,查表得到:

5-16一个空心钢球,内径为m,壁厚mm,内盛MPa、250℃的过热水蒸气。这个盛水蒸气的钢球系统最终被冷却到环境温度30℃。求该系统及环境在此冷却过程中的总熵变。已知钢的比热容kJ/(kg﹒K)、密度kg/m3。

解: 由查表得到:

,

所以:

当冷却到30C时,比容仍为,此时为湿蒸汽:

查表得:

总传热量为

环境的熵变为:

蒸汽熵变为:

金属球的熵变为

总熵变为: