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化工|化工过程的能量分析( 五 )


按关键词阅读: 分析 能量 过程 化工


0.1MPa , 100的饱和水蒸汽 , 若取298K , 液态水为基准态 , 其有效能热能的有效能为:487.1501.2 , 显然这一说法是不可行的 , 实际过程中热损耗是不可避免的 , 二者之间的差距更大 。
20有一台空气压缩机 , 为气动调节仪表供应压缩空气 , 平均空气流量为500m3h-1 , 进气初态为25 , 0.1Mpa ,。

32、压缩到0.6Mpa , 假设压缩过程可近似为绝热可逆压缩 , 试求压缩机出口空气温度 , 以及消耗功率为多少?解:对绝热过程 H=-Ws初、终态的焓值可以查空气的有关图表得到 , 也可以从气体的P-V-T关系式求得 。
由于压力不高 , 此时空气可当成理想气体处理 。
多变指数k可导出理想气体绝热可逆过程的轴功式压缩时温度变化关系式为:即为224 , 可见出口温度太高 , 需要在压缩机的出口装上冷却器 , 通常在压缩机出口有一缓冲罐 , 在此对空气进行冷却降温 。
如果出口压力较高 , 则不能当成理想气体处理 , 真实气体的PVT性质是可以通过状态方程准确计算的 。
21某人称其设计了一台热机 , 该热机消耗热值为42000kJkg-1的燃料30kgh-1 。

33、 , 可以产生的输出功率为170kW 。
该热机的高温与低温热源分别为670K和330K 。
试判断此热机是否合理 。
解:从已知的条件 , 我们可以计算出该热机的效率 , 以及卡诺热机的效率 , 然后比较两者的大小 。
热机的效率 卡诺热机效率 卡诺热机是效率最高的热机 , 显然该人设计的热机合理 。
22某动力循环的蒸汽透平机 , 进入透平的过热蒸汽为2.0MPa , 400 , 排出的气体为0.035MPa饱和蒸汽 , 若要求透平机产生3000kW功率 , 问每小时通过透平机的蒸汽流量是多少?等熵膨胀效率的多少?假设透平机的热损失相当于轴功的5% 。
解:进出透平机的蒸汽状态见下图所示 , 焓、熵值从附录水蒸汽表中查到 , 按稳流系统热力学第一定律对透平机进 。

34、行能量衡算 , H=Q-Ws则蒸汽流量按本题意 , 等熵膨胀后应该是湿蒸汽 , 即为饱和蒸汽和饱和水的混合物 , 此时熵值 , 即为饱和蒸汽和饱和水的熵按比例混合 , 从附录查得饱和蒸汽的熵 , 从饱和水性质表查得饱和液体的熵 , 设湿蒸汽中气相重量百分含量为x,则 7.1271=7.7153x+(1-x)0.9875解得 x=0.9126湿蒸汽的焓值 H=xHg+(1-x)Hl=0.91262631.4+(1-0.9126)304.25=2428.0kJkg-1定熵效率 23. 0.1013Mpa的饱和水蒸汽被绝热压缩至.pa , 280 , 蒸汽流率为000gh , 环境温度25 , 计算: ()压缩机的功率 ()理想功和热力学效率0. 。

35、1013MPa饱和水蒸汽的焓值和熵值分别为:H1=2676.1kJkg-1 S1=7.3549 kJkg-1K-1 。
0.3MPa和280过热蒸汽的焓值和熵值分别为:H2=3028.6kJkg-1 S2=7.6299 kJkg-1K-1(1) Ws= H2- H1=3028.6 - 2676.1-3028.6=352.5 kJkg-1 (2) Wid=H - T0S=(3028.6-2676.1) - 298.15(7.6299-7.3549)=270.4 kJkg-124. 1.5MPa、500的过热水蒸气推动透平机作功 , 乏汽压力50kPa,温度148 。
每千克蒸汽通过透平机时有6.32kJ的热 。

36、量散失于25的环境 。
求此过程的实际功、理想功、损失功和热力学效率 。
已知1.5 MPa、500水蒸气的焓值H1=3473.1kJKg-1 , 熵值S1=.5698kJkg-1K-1和下列数据35 kPa70 kPa120H2723.1H2719.6S7.9644S7.6375160H2800.6H2798.2S8.1519S7.8279120 50kPa H=2721.6 kJKg-1 S=7.8243 kJkg-1K-1160 50kPa H=2799.6 kJKg-1 S=8.0130 kJkg-1K-1148 50kPa H2=2776.2 kJKg-1 S2=7.9564 kJkg-1K-1 。

37、-Ws=H1-H2+Q=3473.1-2776.2-6.23=690.7 kJKg-1-Wid=T0S-H=298.15(7.9564-7.5698)-(2776.2-3473.1)=812.2 kJKg-1WL=Ws-Wid=812.2-690.7=121.5 kJKg-125. 设一高速喷管 , 其中流过压力为700kPa , 温度为304的蒸汽 。
已知在喷管入口处速度为30.5m/s 。
试计算在压力为560 , 490 , 420 , 350 , 280 , 210 , 及140kPa处的截面积比F/F1(其中F为计算压力处的截面积 , F1是喷管入口处的截面积) 。
假设喷管绝热操作且无摩擦 。
解:查过热水蒸气表 , 当p1=700kPa , t=304时H1=3068.41Kj/kg, S1=7.3206kJ/, V1=0.38m3/kg由连续性方程得(1)因为喷管绝热操作 , Q=0 , 则对于绝热无摩擦的等熵过程 , 在p=560kPa时 , H =3010.5kJ/kgV =0.45m3/kg因此有式(2)得由式(1)得可用同样的方法计算其它压力下的F/F1数值 , 所得结果列于下表:73502802101400.380.450.500.570.650.770.961.3030.5341.7426.8506.1582.3661.6747.0841.5F/F11.0000.1060.0940.0910.0890.0930.1030.124 。


来源:(未知)

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标题:化工|化工过程的能量分析( 五 )


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