化工热力学题库56计算.docVIP

难度：中

分值：10

章节：第五章化工过程的能量分析

知识点：功热转化，热力学效率，理想功

备注：南工大试题

答案：

（1）3#2#1#4#

因为温度压力越高，蒸汽的作功本领越大；温度相同时，压力越高，蒸汽的作功本领越大；压力相同时，温度越高，蒸汽的作功本领越大；任何温度压力下的饱和蒸汽比任何温度压力下的饱和水作功本领大。

（2）应尽可能利用高压蒸汽来做功，低压蒸汽来加热。

（3）

1.（10分）设有压力为1.013MPa、6.868MPa、8.611MPa的饱和蒸汽和1.013MPa，573K的过热蒸汽和8.611MPa，573K的饱和水，若这些蒸汽和水经充分利用后，最后排出0.1013MPa，298K的冷凝水（即环境状态）。

（1）将它们做功本领从大到小排序，并说出如此排序的理由。（不需要计算）

（2）简要阐述如何合理利用蒸汽。

（3）计算3#（序号见下表）饱和蒸汽的Ex。

(4)若将3#饱和蒸汽变成4#饱和水，环境温度为298K，请计算此过程所做的理想功。

序号

P,

MPa

T,K

S

(KJ/Kg.K)

H

(KJ/Kg)

0#

水

0.1013

298

0.3674

104.9

1#

饱和蒸汽

1.013

453

6.582

2776

2#

过热蒸汽

1.013

573

7.13

3053

3#

饱和蒸汽

8.611

573

5.787

2783

4#

饱和水

8.611

573

3.2534

1344

难度：易

分值：13

章节：第六章蒸汽动力循环和制冷循环

知识点：制冷循环

备注：南工大试题

答案：

如右图

2T

2

T

S

5

4

1

4’

3

2.（13分）设有一制冷能力（冷冻量）为41800kJ/h的氨冷冻循环装置，蒸发温度-15℃，冷凝温度25℃，过冷度为5℃。假设压缩机可逆绝热运行，膨胀为节流（等焓）过程。求：

1）在T-S图上表示此循环过程；2）每小时制冷剂的循环量；3）压缩机功耗；

4）循环制冷系数。（已知压缩机进出口处氨的焓分别为1644kJ/kg，1866kJ/kg，冷凝器出口过冷氨的焓是514.6kJ/kg.）

难度：中

分值：12分

章节：第五章化工过程的能量分析

知识点：平衡

备注：南工大试题

答案：解：

(1)按等熵s1=s2蒸汽进1点出2点，x=(s2-s2f)/(s2g-s2f)=(7.155-1.404)/(7.252-1.404)=0.9834

H2=H2gx2+H2f(1-x2)=2689.1*0.9834+0.0166*456.3=2652kg/kJ

WS=(H1-H2)=-(2975.4-2652)=-323.4kg/kJ

忽略动能变化，WS=323.4kg

（2）B1=?H1-0+T?S1-0=（2975.4-84.98）-293*（7.155-0.2964）=2890.4-2009.6=880.8kg/Kj

B2

（3）ηB=∑B-/∑B+=（│Ws│+B2）/B1=（323.4+557.4）/880.8=100%

忽略动能变化

3.（12分）压力0.689Mpa,温度260?C的过热蒸汽，以一定线速度进蒸汽动力装置透平作功，乏气为0.138MPa，设此为可逆绝热膨胀过程。求：

（1）每kg蒸汽的轴功（不计动能变化）；

（2）进、出蒸汽的火用（不计动能变化）；

（3）火用效率ηex

（设环境T=293K,P=0.1013Mpa,热损失可忽略）

有关数据

P

(bar)

T

(k)

H

(KJ/kg)

S

(KJ/kg.k)

Hf

(KJ/kg)

Sf

(KJ/kg.k)

Hg

(KJ/kg)

Sg

(KJ/kg.k)

进透平蒸汽

6.89

533

2975.4

7.155

出透平蒸汽

1.38

456.3

1.404

2689.1

7.252

环境水

84.98

0.2964

难度：易

分值：12分

章节：第六章蒸汽动力循环和制冷循环

知识点：蒸汽动力循环

备注：南工大试题

答案：解：

4.（12分）在T-S图上画出下列各过程所经历的途径（注明起点和方向），并说明过程特点：如ΔG=0

（1）饱和液体节流膨胀；

（2）饱和蒸汽可逆绝热膨胀；

（3）从临界点开始的等温压缩；

（4）过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体（压力变化可忽略）。

难度：易

分值：20分

章节：第六章蒸汽动力循环和制冷循环

知识点：制冷循环

备注：南工大试题

答案：

2T

2

T

S

2’

5

4

1

4’

3

5（20分）.设一制冷能力（冷冻量