p2＝1kPa(s2=s1)对应的排汽焓h2：1986、1865、1790 kJ/kg 3点的温度对应于2点的饱和温度t3=6.98℃、焓为29.33 kJ/kg s3=0.106 kJ/(kg.K)
3`点压力等于p1，s3`=s3， t3`=6.9986、7.047、7.072℃
则焓h3`分别为：33.33、38.4、43.2 kJ/kg
循环加热量分别为：q1=h1-h3`=3411、3347、3279.8 kJ/kg （2）凝结水泵消耗功量： h3`-h3 进出口水的温差t3`-t3 （3）汽轮机作功量h1-h2 循环净功w0?h1-h2-( h3`-h3) （4）汽轮机的排汽干度
s2=s1=7.09、6.658、6.39 kJ/(kg.K)
p2＝1kPa对应的排汽干度0.79、0.74、0.71 （5）循环热效率??初焓值h1 排汽焓h2 w0q1＝
焓h3` 焓h3 循环加热量凝结水泵消耗功量进出口水的温差t3`-t3 汽轮机作功量h1-h2 1459 1521 1533 循环净功循环热效率q1=h1-h3` 3445 3386 3323
1986 1865 1790 33.33 38.4 43.2 29.33 29.33 29.33 3411 3347 3279.8 h3`-h3 4 9.07 13.87 w0 1455 1512 1519 （％） 0.0186 0.067 0.092 42.78 45.17 46.74 10-3一理想朗肯循环，以水作为工质，在循环最高压力为14MPa、循环最高温度540℃和循环最低压力7 kPa下运行。若忽略泵功，试求：（1）平均加热温度；（2）平均放热温度；（3）利用平均加热温度和平均放热温度计算循环热效率。
解：1点焓和熵分别为：3433kJ/kg、6.529 kJ/(kg.K) 2点焓和熵分别为：2027kJ/kg、6.529 kJ/(kg.K) 3点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为： 163.38kJ/kg、0.5591 kJ/(kg.K) （1）
平均加热温度
th?h1?h3s1?s3h2?h3s2?s3?547.7K
（2） 平均放热温度
tc??312.17K
（3） 循环热效率
??1?
tcth?43％
10-4一理想再热循环，用水作为工质，在汽轮机入口处蒸汽的状态为14 MPa、540℃，再热状态为3 MPa、
36
540℃和排汽压力7 kPa下运行。如忽略泵功，试求：（1）平均加热温度；（2）平均放热温度；（3）利用平均加热温度和平均放热温度计算循环热效率。 解：1点焓和熵分别为：3433kJ/kg、6.529 kJ/(kg.K) 3点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为： 163.38kJ/kg、0.5591 kJ/(kg.K)
再热入口焓B：压力为3 MPa，熵为6.529 kJ/(kg.K)，
hB=2988 kJ/kg
再热出口焓A：hA=3547 kJ/kg，sA=7.347 kJ/(kg.K) 2点焓和熵分别为：2282kJ/kg、7.347 kJ/(kg.K) （4）
平均加热温度
th?h1?h3?(hA?hB)sA?s3平均放热温度
?564K
（5）
tc?h2?h3s2?s3?312K
（6） 循环热效率
??1?
tcth?44.7％
10-5某回热循环，新汽压力为10 MPa，温度为400℃，凝汽压力50kPa，凝结水在混合式回热器中被2 MPa的抽汽加热到抽汽压力下的饱和温度后经给水泵回到锅炉。不考虑水泵消耗的功及其他损失，计算循环热效率及每千克工质的轴功。
解：1点焓和熵分别为：h1=3096kJ/kg、s1=6.211 kJ/(kg.K) 排汽2点焓为：h2=2155kJ/kg
3点焓和熵分别查饱和压力下的饱和水表为：h3=340.57kJ/kg 抽汽点4的焓（查2 MPa和s4=s1）：h4=2736 kJ/kg 2 MPa对应的饱和温度212.37℃，h5=908.6 kJ/kg 求抽汽率
??h5?h3h4?h3?908.6?340.572736?340.57＝0.237
循环功量：
w0?h1?h4?(1??)(h4?h2)?794 kJ/kg
热效率：??
w0q1?w0h1?h5?36.2％
10-6 某厂的热电站功率12MW，使用背压式汽轮机p1＝3.5MPa ，t1＝435℃、p2＝0.8 MPa，排汽全部用于供热。假设煤的发热值为20000kJ/kg，计算电厂的循环热效率及耗煤量。设锅炉效率为85％。如果热、电分开生产，电能由p2＝7kPa的凝汽式汽轮机生产，热能（0.8 MPa的230℃的蒸汽）由单独的锅炉供应，其他条件相同，试比较耗煤量。设锅炉效率同上。
37
解：1点的焓h1=3303 kJ/kg、s1= 6.957kJ/(kg.K) 排汽点焓（s2=s1）h2=2908 kJ/kg
锅炉进口水焓（0.8 MPa对应的饱和水焓）h3=720.9 kJ/kg 热效率：??总耗煤量：
h1?h2h1?h3＝15.3％
m?P??2?10?0.857?12?10630.153?20000?10?0.85＝4.61kg/s=16.6t/h
有15.3％的热能发电，发电煤耗为： m1=m??=0.705 kg/s＝2.54 t/h
p2＝7kPa对应的排汽焓和锅炉进口水焓： h2=2161 kJ/kg 电的耗煤量：
h3=163.38 kJ/kg
m1?P20000?1?0.85?20000?Ph1?h2h1?h3?0.85?12?1060.36?20000?0.85＝1.96 kg/s＝7.06 t/h
供热煤耗量相同14.06 t/h。 总煤耗：m=7.06+14.06=21.12 t/h
10-7小型供热、供电联合电站，进入汽轮机新蒸汽的压力为1 MPa、温度为200℃，汽轮机供热抽汽压力为0.3 MPa，抽汽通过热交换器后变成0.3 MPa的饱和液体，返回动力循环系统。汽轮机乏汽压力为40kPa。汽轮机需要输出1MW的总功率，而热交换器要求提供500kW的供热率。设汽轮机两段（即抽汽前后）的相对内效率都为0.8。试计算进入汽轮机的总蒸汽量和进入热交换器的抽汽量。 解：0.3 MPa的饱和液体、饱和汽、汽化潜热的焓：
561.4 kJ/kg，2725.5 kJ/kg、2181.8 kJ/kg 进入热交换器的抽汽量：m1?5002181.8＝0.23kg/s
新汽焓h1=2827 kJ/kg，s1=6.693 kJ/(kg.K) 排汽焓(s2=s1)h2=2295 kJ/kg 抽汽焓(s3=s1)h3=2604 kJ/kg 乏汽量：m2?1?10/0.8?m1(h1?h3)h1?h23＝2.25 kg/s
总蒸汽量：m=m1+m2=2.48 kg/s
10-8奥托循环压缩比?＝8，压缩冲程初始温度为27℃，初始压力为97kPa，燃料燃烧当中对工质的传热
cv＝0.73 kJ/(kg.K)。量为700 kJ/kg，求循环中的最高压力、最高温度、循环的轴功及热效率。设工质k=1.41，
解：热效率
??1?轴功：
1?k?1?57.4％
38
w?q??401.5kW
T2?T1?最高温度
k?1＝703.7K
T3?T2?qcv＝1662.6K
p2?p1?k?1.82MPa
最高压力（定容）
p3?p2
T3T2?4.3MPa
10-9狄塞尔循环压缩比?＝15，压缩冲程初始压力为105kPa，初始温度为20℃，循环吸热量为1600 kJ/kg，设工质k=1.41，cp＝1.02kJ/(kg.K)。求循环中各点压力、温度、热效率。 解：2点的压力和温度：
T2?T1?p2?p1?k?1＝889K
k?4.78 MPa
3点压力和温度： p3=p2 T3?qcp?T2?2458K
4点的压力和温度：
v4v3?v1v3?v1T3v2?T2T3?＝5.4
T2v3kp4?p3()?0.443 MPa
v4T4?T3(p4p3k?1)k＝1231K
热效率： ??v3v2?T4T1?4.2 ??1??k?1k?1k(??1)?＝52％
10－10燃气轮机进气参数为p1＝0.1MPa、t1＝17℃、?＝8，工质定压吸热终了温度t3＝600℃，设k=1.41，
cp＝1.02kJ/(kg.K)。求循环热效率、压气机消耗的功及燃气轮机装置的轴功。
解：循环热效率
??1?1?(k?1)/k=45.3%
39
p2=p1?=0.8 MPa T2?T1?(k?1)/k＝530K
压气机消耗的功：wc?h2?h1?cp(T2?T1)?245 kJ/kg
T4?T3?(k?1)/k＝478K
燃气轮机作功：w1?cp(T3?T4)?403 kJ/kg
燃气轮机装置的轴功w?w1?wc?158 kJ/kg q1?cp(T3?T2)?350 kJ/kg
??
wq1?4
11-1空气压缩致冷装置致冷系数为2.5，致冷量为84600kJ/h，压缩机吸入空气的压力为0.1MPa，温度为-10℃，空气进入膨胀机的温度为20℃，试求：压缩机出口压力；致冷剂的质量流量；压缩机的功率；循环的净功率。
解：压缩机出口压力
??(1p2p1)(k?1)/k 故：p2?p1(1?1??1)(k/(k?1))＝0.325 MPa
p4p3?p1p2
T3=20+273=293K T4?T3(p4p3)(k?1)/k＝209K
致冷量：q2?cp(T1?T4)＝1.01×（263-209）＝54.5kJ/kg
致冷剂的质量流量m?Qq2?0.43kg/s T2?T1(p2p1)(k?1)/k＝368K
压缩功：w1=cp(T2-T1)=106 kJ/kg 压缩功率：P1=mw1=45.6kW 膨胀功：w2= cp(T3-T4)=84.8 kJ/kg 膨胀功率:P2=mw2=36.5kW 循环的净功率:P=P1-P2=9.1 KW
11-2空气压缩致冷装置，吸入的空气p1=0.1MPa，t1=27℃，绝热压缩到p2=0.4MPa，经冷却后温度降为32℃，试计算：每千克空气的致冷量；致冷机消耗的净功；致冷系数。 解：已知T3=32+273=305K
T2?T1(p2p1)(k?1)/k＝446K
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