【解】
已知：p1＝6Mpa，t1＝600℃；p2＝0.01Mpa；pa＝0.5Mpa；qm=80kg/s；TB=1500K，tw=30℃；T0=290.15K （1）确定1点状态：
由p1 、t1查过热蒸汽表，得到h1＝3656.21kJ/kg，s1=7.1664kJ/kg·K （2）确定1级抽汽a点状态：
由于1-a为定熵过程，sa=s1，查压力为0.5Mpa的饱和水和饱和蒸汽表可知，sa＞s” ，故a点状态为过热蒸汽。
由sa查0.5Mpa的过热蒸汽表，经插值得到ta＝224.38℃，ha＝2907.21kJ/kg
给水经1级抽汽加热后成为压力为0.5Mpa的饱和水，h4＝ha'＝640.12kJ/kg，s4= sa'＝1.8604kJ/kg·K （3）确定排汽点2点状态：
由于1-2为定熵过程，s2=s1，查压力为0.01Mpa的饱和水和饱和蒸汽表可知，s'< s2< s” ，故2点状态为压力为0.01Mpa的湿蒸汽。 x2=(s2-s')/(s”-s')=0.8687 h2=x2h”+(1-x2)h'＝2270.68kJ/kg
排汽在凝汽器内放热后成为压力为0.01Mpa的饱和水，h3＝h2'＝191.83kJ/kg，s3= s2'＝0.6493kJ/kg·K （4）计算抽汽量
1级抽汽量aa＝(h4-h3)/(ha-h3) =0.165093 （5）计算循环热效率
1kg新蒸汽在锅炉中的吸热量q1=h1-h4＝3016.09kJ/kg
1kg新蒸汽在凝汽器中的放热量q2=(1－aa)×(h2-h3)＝1735.65kJ/kg 循环热效率ηt=1－q2/q1=42.45% （6）计算作功量
1kg新蒸汽在汽轮机中的作功量wT =q1-q2＝1280.44kJ/kg 汽轮机作功量PT＝qm×wT =1.024×10kW
（7）计算锅炉内传热过程的作功能力损失 锅炉内蒸汽的熵增ΔsB=s1-s4＝5.306kJ/kg·K 熵流ΔsfB=q1/TB＝2.0107kJ/kg·K 熵产ΔsgB=ΔsB-ΔsfB＝3.2953kJ/kg·K
4
作功能力损失IB＝qm×T0×ΔsgB=7.649×10kW （8）计算凝汽器内传热过程的作功能力损失
凝汽器内蒸汽的熵增ΔsC=(1－aa)×(s3-s2)＝-5.4412kJ/kg·K 熵流ΔsfC=-q2/Tw＝-5.7254kJ/kg·K 熵产ΔsgC=ΔsC-ΔsfC＝0.2842kJ/kg·K
4
作功能力损失IC＝qm×T0×ΔsgC=0.6597×10kW
（9）计算混合式加热器内传热过程的作功能力损失
凝汽器内蒸汽的熵增ΔsR=s4-aa×sa-(1－aa)×s3＝0.1352kJ/kg·K 熵流ΔsfR=0
熵产ΔsgR=ΔsR-ΔsfR＝0.1352kJ/kg·K
4
作功能力损失IR＝qm×T0×ΔsgR=0.3138×10kW
4
（10）循环的作功能力损失I＝IB+IC+IR＝8.6225×10kW
水蒸汽及其热力过程
一、选择题
1. 饱和水随其压力的增高，CD A．比容减小 C．温度升高 A．xh’’
B．(1-x)h’
B．比熵变小 D．比焓增大 C．0.5(h’’-h’)x
D．xh’’+(1-x)h’
5
2. 已知湿蒸汽的参数x，h’，h”，则可求出其比焓h＝D 3. 已知湿蒸汽的参数s, s’,s’’，则可求出其干度x＝ D
s'A．''s
s'B．
s
s''?s'C．
s
s?s'D．''s?s'
4. h－s图上等压线的斜率? A．T A．h1-h2 6. 水蒸汽等温过程中C A．q=w A．- p(v1-v2)
??h??= A ?s??pB．T/cp B．u1-u2 B．q=wt B．v(p2-p1)
C．T/cv C．h2-h1 C．q=T(s2-s1) C．h1-h2 C．h1-h2 C．u1- u2 C．u1- u2 B．压力是降低的
D．T/k D．u2-u1
D．q= T(s1-s2) D．T(s2-s1)－（u2-u1） D．T(s2-s1)－（h2-h1） D．u2-u1 D．u2-u1
5. 水蒸汽等压过程的热量q＝C
7. 水蒸汽等温过程中的膨胀功w＝D 8. 水蒸汽等温过程中的技术功wt＝D A．- p(v1-v2) B．v(p2-p1) 9. 水蒸汽绝热过程中的膨胀功w＝C A．h1-h2 A．h1-h2 A．熵是增大的 C．压力是不变的 A．温度会上升 C．干度会增加 A．温度、压力 C．温度、干度
14. 在h－s图的湿蒸汽区中，等温线ABC A．为一直线 C．即等压线
B．斜率等于T D．即等焓线 ABC
D．在过热蒸汽区与等体线重合
B．h2- h1 B．h2- h1
D．熵是降低的
B．比体积会增加 D．比熵会增加 B．压力、比焓 D．温度、比熵
10. 水蒸汽绝热过程中的技术功wt＝A 11. 湿蒸汽定温膨胀到干饱和蒸汽的过程中A C
12. 对湿蒸汽定压加热，其BCD
13. 确定湿蒸汽的状态，可根据BCD
15. 在h－s图的水蒸汽的等压线 C．在湿蒸汽区与等温线重合 二、填空题
A．在湿蒸汽区为直线 B．在过热蒸汽区为曲线
1. 在压力低于临界压力的范围内，压力越高，干饱和蒸汽与饱和水比容差值越小。
2. p1=0.0623Mpa,v1=2.8m/kg,h1=2540kJ/kg的水蒸汽，可逆绝热膨胀到p2=0.0361Mpa,h2=2457kJ/kg,v2=4.2 m/kg。每kg蒸汽所作出了60.18kJ膨胀功。
3. 将压力为10Mpa，温度为200℃的水定压加热到400℃的温度，其熵的变化为3.8982kJ/kgK。 4. 锅炉给水压力为10Mpa，温度为190℃。将此状态的水加热变成干饱和蒸汽需1912.8热量。
5.1kg 1MPa、320℃的水蒸气装在维持定压的封闭系统中。在绝热过程中由于搅拌对水蒸气作了100kJ的功。然后水蒸气在定压下冷却，传递12kJ的热量给17℃的环境。整个过程造成做功能力损失了53.57（KJ）。
压力为1MPa的过热蒸汽性质表
3
3
t（℃） v(m/kg) 3h(kJ/kg) s(kJ/kgK) 320 330 340 350 360 370 380 0.2678 0.2727 0.2776 0.2825 0.2873 0.2921 0.2970 3094.0 3115.3 3136.5 3157.7 3178.9 3200.2 3221.5
7.1971 7.2326 7.2675 7.3018 7.3356 7.3690 7.4019 三、简答题
1. 水蒸气的等压产生过程分几个阶段？各有何特点？
【答】预热阶段：将过冷水加热使之成为饱和水的阶段，温度升高，比体积稍有变大。
汽化阶段：将饱和水加热使之成为干饱和蒸汽的阶段，温度保持饱和温度不变体积迅速增大。 过热阶段：将干饱和蒸汽加热使之成为过热蒸汽的阶段，温度升高，体积增大。 2. 已知水蒸汽的压力和温度，其状态是否确定？为什么？湿蒸汽的状态参数怎样计算？
【答】不确定。因在饱和状态压力和温度是相互依附，不再是两个相互独立的状态参数。在相同的饱和压力和饱和温度下可有干度从0～1无数不同的状态。
如果计算湿蒸汽的状态参数。必须已知压力（或温度）和另一个状态参数才被确定。为已知p（或t）和干度x。则可根据p（或t）查出v’,v’’,h’,h’’,s’,s’’，即可计算其他参数。 V= v’’x+(1-x) v’, h= h’’x+(1-x) h’, s= s’’x+(1-x) s’
如不是已知x而是v，h，s中一个，则可由上式中求出x。
四、计算题
1.用蒸汽干度计测定蒸汽干度时，将绝对压力为1MPa的湿蒸汽向大气节流，节流后测得其温度为120℃，求湿蒸汽原有的干度(若大气压力为0.1MPa )，并将初、终状态表示在h?s图上。
压力为0.1MPa的饱和水和饱和蒸汽性质表
v’(m/kg) 0.0010434 v’(m/kg) 0.0011274 33v”(m/kg) 1.6946 33h'(kJ/kg) 417.51 h”(kJ/kg) 2675.7 s' (kJ/kgK) 1.3027 s”(kJ/kgK) 7.3608 压力为1MPa的饱和水和饱和蒸汽性质表 v”(m/kg) 0.19430 h'(kJ/kg) 762.6 3h”(kJ/kg) 2777.0 s'(kJ/kgK) 2.1382 s”(kJ/kgK) 6.5847 压力为0.1MPa的过热蒸汽表 t（℃） 120 v(m/kg) 1.793 h(kJ/kg) 2716.8
s(kJ/kgK) 7.4681 【解】
已知：p1=1MPa；p2=0.1MPa，t2=120℃
（1）确定节流后的蒸汽状态2：t2＞ts(p2)=100℃，故为过热蒸汽， 查过热蒸汽表得到h2=2716.8kJ/kg （2）节流前后，蒸汽的焓值相等，故h1=h2 （3）x1=(h1-h')/( h”- h')=0.97 （4）h－s图
h p1 p2
1 2
2.水蒸气以4MPa 、500℃的状态进入透平而以0.006MPa 的压力排出。蒸汽通过透平的熵增为0.85 KJ/ Kg?K。质量流率为50000 Kg/h时产生的输出功率为13000kw。如果入口与出口速度分别为70和150m/s，试确定传热的方向和数量（kJ/kg）。
压力为4MPa的过热蒸汽表
t（℃） 500 33v(m/kg) 0.08638 3h(kJ/kg) 3445.2 s(kJ/kgK) 7.0909 压力为0.006MPa的饱和水和饱和蒸汽性质表 v' (m/kg) 0.0010064 【解】
已知：p1=4Mpa，t1=500℃；p2=0.006Mpa；qm=50000kg/h；P=13000kw Δs=0.85 KJ/ KgK；c1=70 m/s；c2=150 m/s；
（1）由p1 、t1查过热蒸汽表，得到h1=3445.2kJ/kg， s1 =7.0909 kJ/kgK （2）确定2点状态： s2=s1+Δs=7.9409 kJ/kgK
由此查p2=0.006Mpa的饱和水和饱和蒸汽表，由于s”＞s2＞s'，故该状态为湿蒸汽 x=(s-s')/(s”-s')=0.95 hx=xh”+(1-x)h'=2446.61 kJ/kg （3）由稳定流动状态方程
q=Δh+Δc/2+wi=(h2-h1)+(c2-c1)/2000+3600P/qm=－53.79 kJ/kg 故该过程中蒸汽对外放热。
3.开式给水加热器将来自两个不同来源的水和水蒸气加以混合。0.5MPa 240℃的过程蒸汽从一处进入，压力相同而温度为35℃的压缩液体从另一处进入。这两股流的混合物以0.5MPa压力下的饱和液体流出。如加热器是绝热的，计算流出加热器时每千克混合物的熵增。
压力为0.5MPa的过冷水和过热蒸汽表
2
2
2
v”(m/kg) 23.742 h'(kJ/kg) 151.50 h”(kJ/kg) 2567.1 s' (kJ/kgK) 0.5209 s”(kJ/kgK) 8.3305 t（℃） 30 40 240 33v(m/kg) 0.0010041 0.0010076 0.4646 3h(kJ/kg) 126.1 167.9 2939.9 s(kJ/kgK) 0.4364 0.5719 7.2314 压力为0.5MPa的饱和水和饱和蒸汽性质表 v' (m/kg) 0.0010928 v”(m/kg) 0.37481 h'(kJ/kg) 640.1 h”(kJ/kg) 2748.5 s' (kJ/kgK) 1.8604 s”(kJ/kgK) 6.8215 【解】
已知：p1=0.5Mpa，t1=240℃；p2=0.5Mpa，t2=35℃；p3=0.5Mpa
（1）由p1 、t1查过热蒸汽表，得到h1=2939.9kJ/kg， s1 =7.2314 kJ/kgK 由p2 、t2查过冷水表，通过中间插值得到h2=147kJ/kg， s2 =0.50415 kJ/kgK 由p1=0.5Mpa的饱和水和饱和蒸汽表得到h'=640.1kJ/kg，s' =1.8604 kJ/kgK （2）绝热混合过程的能量方程式α1h1+(1-α1)h2=h' 得到α1=(h'－h2)/( h1－h2)=0.176555
（3）每千克混合物的熵增Δs= s'-［α1s1+(1-α1)s2］=0.1685 kJ/kgK
第十二章 湿空气
一、单选题
1.未饱和湿空气中的水为D A．未饱和水 C．干饱和蒸汽 2.饱和湿空气中的水为C A．饱和水 C．饱和干蒸汽 A．t>tw A．t>tw A．t>tw>tD B．饱和湿蒸汽 D．过热蒸汽 B．t=tw B．t=tw
C．t D．t≥tw D．t≥tw B．湿蒸汽 D．过热蒸汽 3.测未饱和湿空气的参数时，干球温度t和湿球温度tw的关系是 A 4.用干湿球温度计测饱和湿空气时，干湿球温度t和tw的关系是 B 5.未饱和湿空气的温度为t，湿球温度为tw，露点为tD 。则 A B．t> tD >tw C．t=tw= tD D．t> tD =tw 6.饱和湿空气的温度为t，湿球温度为tw，露点为tD，则 ........................... C A．t>tw>tD B．t> tD >tw C．t=tw= tD D．t> tD =tw 7.湿空气中的水可以是 A D A．过热蒸汽 8.湿空气加热后， B C A．相对湿度增大 A．焓增大 B．焓增大 B．温度提高 C．熵增大 C．焓不变 D．含湿量增大 D．露点提高 9.湿空气的绝热加湿过程使其C D 10.相对湿度 ABCD A．表明湿空气中水蒸汽的实际含量对同温度下最大可能含量的接近程度 B．也称为饱和度 C．是湿空气的绝对湿度与同温度下饱和湿空气绝对湿度的比值 D．反映了空气吸收水分的能力 二、填空题 1.由干空气和过热水蒸气组成的湿空气称为未饱和湿空气。 2.由干空气和饱和水蒸气组成的湿空气称为饱和湿空气。 3.对应水蒸气分压力的饱和温度称为露点。 4.相对湿度反映了湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。 5.湿空气的相对湿度最大值为100％。 6.湿空气的压力一定时，水蒸气的含量只取决于水蒸气分压力的大小。 B．饱和水 C．湿饱和蒸汽 D．干饱和蒸汽