化工热力学复习题及答案(3)

2019-02-15 23:16

A. μj=0 B. μj<0 C. μj>0

3. (1分)对同一朗肯循环装置,如果提高蒸汽的过热度,则其热效率( ). A. 有所提高,乏气干度下降 B. 不变,乏气干度增加 C. 有所提高,乏气干度增加 D. 热效率和干度都不变 4. (1分)理想的Rankine循环工质是在汽轮机中作_____膨胀 A) 等温 B) 等压 C)等焓 D)等熵

5. (1分)节流膨胀的过程是不计流体位差等速度变化,可近似看作______过程 A) 等温 B) 等压 C)等焓 D)等熵 6. (1分)流体作节能膨胀时,当μJ>0,节流后温度 A)升高 B)降低 C)不变

7. (1分)气体经过稳流绝热过程,对外作功,如忽略动能和位能变化,无摩擦损失,则此过程

气体焓值( )

A. 增加 B. 减少

C.不变 D. 不能确定

8. (1分)Rankine循环是由锅炉、过热器、汽轮机、冷凝器和水泵组成 A) 正确 B) 错误

9. (1分)吸收式制冷将热由低温物体向高温物体,冷凝器置于低温空间 A) 正确 B) 错误

10. (1分)蒸汽压缩制冷中蒸发器置于高温空间,冷凝器置于低温空间 A) 正确 B) 错误

11. (1分)单级蒸汽压缩制冷是由冷凝器、节流阀、蒸发器、过热器组成 A) 正确 B) 错误

12. (1分)在相同的温度区间工作的制冷循环,制冷系数以卡诺循环为最大 A) 正确 B) 错误

13. (1分)吸收式制冷采用吸收器、解吸器、溶液泵和换热器,替代蒸汽压缩制冷装置中的压缩

机构成

A) 正确 B) 错误

14. (1分)热泵的工作目的是供热,有效的利用低品味的能量,因此热泵的工作原理循环过程不

同于制冷装置。

A) 正确 B) 错误

15. (1分)冬天,使室温由10℃升至20℃,空调比电加热器更省电。 A) 正确 B) 错误

16. (1分)关于制冷原理,以下说法不正确的是( ) A. 任何气体,经等熵膨胀后,温度都会下降 。

B. 只有当?J?T?0,经节流膨胀后,气体温度才会降低。

C. 在相同初态下,等熵膨胀温度降比节流膨胀温度降大。 D. 任何气体,经节流膨胀后,温度都会下降。

17. (1分)作为朗肯循环改进的回热循环是从汽轮机(即蒸汽透平机)中抽出部分蒸汽去 A.锅炉加热锅炉进水 B.回热加热器加热锅炉进水

11

C. 冷凝器加热冷凝水 D.过热器再加热

18. (1分)某压缩制冷装置的制冷剂在原冷凝器中因冷却介质改变,比原冷凝压力下的饱和温度

低了5度,则制冷循环 。

A. 冷量增加,功耗不变 B. 冷量不变,功耗减少 C. 冷量减少,功耗减小 D. 冷量增加,功耗增加 19. (1分) 关于制冷循环,下列说法不正确的是( ) (A)冬天,空调的室外机是蒸发器。 (B)夏天,空调的室内机是蒸发器。

(C)冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由冷凝器吸收的热提供的 。 (D)冰箱里冷冻鱼肉所需的制冷量是由蒸发器吸收的热提供的。

20. (1分)对于蒸汽动力循环要提高热效率,可采取一系列措施 ,以下说法不正确的是

( )

(A)同一Rankine循环动力装置,可提高蒸气过热温度和蒸汽压力 (B)同一Rankine循环动力装置,可提高乏气压力。 (C) 对Rankine循环进行改进,采用再热循环。 (D)对Rankine循环进行改进,采用回热循环。

21. (1分)吸收式制冷循环中解吸器,换热器,吸收器和泵这一系统的作用相当于另一类制冷循

环的__________

A 节流阀 B 膨胀机 C 压缩机

22. (1分)作为朗肯循环改进的回热循环是从汽轮机(即蒸汽透平机)中抽出部分蒸汽去 A.锅炉加热锅炉进水 B.回热加热器加热锅炉进水 C. 冷凝器加热冷凝水 D.过热器再加热

23. (1分)相同的压力下,对外作功的绝热膨胀比节流膨胀温度降低程度______ A) 大 B) 小 C)相同

24. (1分)制冷剂进入压缩机时的状态是______

A)流体 B)汽液混合状态 C)饱和蒸汽或过热蒸汽

25. (1分)评价蒸汽压缩制冷循环的技术经济指标是______

A)单位制冷量 B)制冷剂每小时循环量 C)压缩机消耗功率 D)制冷系数 26. (1分)蒸汽压缩制冷循环的性能与制冷剂的热力学性质密切相关,下列哪个条件不符合制冷

剂选择要求

A)沸点低 B)冷凝压力低 C)汽化潜热大 D)较低的临介温度 27. (1分)30.吸收式制冷是消耗_______而实现制冷的目的 A)功 B)热能 C)机械能

28. (1分)如当地冷却水温度为常年18℃,则氨制冷循环的冷凝温度应选 。

A.18℃; B.8℃; C.28℃; D.48℃。 29. (1分)如被冷物系要求达-15℃,则制冷循环中氨的适宜蒸发温度为 。

A.-15℃; B. -10℃; C. -20℃ ; D.-45℃。

30. (1分)蒸汽压缩制冷循环过程中,制冷剂蒸发吸收的热量一定( )制冷剂冷却

和冷凝放出的热量

12

A 大于 B等于 C小于

31. (1分)评价蒸汽动力循环的经济性指标是热效率和汽耗率,热耗率越高,汽耗率越高 A) 正确 B) 错误

32. (1分)对膨胀作功过程,等熵效率的定义是不可逆绝热过程的作功量与可逆绝热过程的作功

量之比。

A) 正确 B) 错误

33. (1分) p-V图只能显示所作的功,而T-S图既显示体系所吸取或释放的热量,又显示体系所

作的功,所以温熵图在蒸汽动力循环和冷冻循环广泛使用。 A) 正确 B) 错误

34. (1分)提高汽轮机的进汽温度和进汽压力可以提高蒸汽动力循环效率 A) 正确 B) 错误

35. (1分)气体从高压向低压作绝热膨胀时,膨胀后气体的压力温度必然降低 A) 正确 B) 错误

二、计算题

参考答案

一、选择题 1. (1分)A 2. (1分)A 3. (1分)C 4. (1分)D 5. (1分)C 6. (1分)B 7. (1分)B 8. (1分)A 9. (1分)B 10. (1分)B 11. (1分)B 12. (1分)A 13. (1分)A 14. (1分)B 15. (1分)A 16. (1分)D 17. (1分)B 18. (1分)A 19. (1分)C 20. (1分)B 21. (1分)D 22. (1分)B 23. (1分)A 24. (1分)C

25. (1分)D 26. (1分)D 27. (1分)B 28. (1分)C 29. (1分)C 30. (1分)C 31. (1分)B 32. (1分)A 33. (1分)A 34. (1分)A 35. (1分)A

13

计算题

1.1.57MPa、484℃的过热水蒸气推动透平机作功,并在0.0687MPa下排出。此透平机既不可逆也不绝热,输出的轴功相当于可逆绝热膨胀功的85%。由于隔热不好,每kg蒸汽有7.12kJ的热量散失于20℃的环境。此过程的理想功、损失功和热力学效率。

已知,当P1=1.57MPa、T1=484℃时,H1=3428kJ/kg、S1=7.488 kJ/(kg?K);当P2=0.0687Mpa时,Sg=7.4854 kJ/(kg?K);当P2=0.0687MPa、S?2=s1时,H?2=2659 kJ/kg;当P2=0.0687MPa、H2=2767.18 kJ/kg,S2=7.76 kJ/(kg?K)

解题步骤:

(1)由p1=1.57MPa、t1=484℃?h1=3428kJ/kg、s1=7.488 kJ/(kg?K)

(2)由<s1,说明作功后乏汽进入了过热蒸气区,即图B的情况(思考,若为图A的情况,如何处理?)

(3)由p2=0.0687MPa、s?2=s1?h?2=2659 kJ/kg

(4)计算可逆绝热膨胀的轴功Ws(R)=h?2-h1=2659-3428=-769 kJ/kg (5)计算透平机实际轴功Ws(ac)=? Ws(R)=0.85?(-769)=-653.7 kJ/kg (6)计算实际过程1?2的终态h2的值

h2-h1=Q+Ws(ac)?h2=h1+Q+Ws(ac)=3428+(-7.12)+(-653.7)=2767.18 kJ/kg (7)确定终态点2的熵s2的值

由p2=0.0687MPa、h2=2767.18 kJ/kg?s2=7.76 kJ/(kg?K) (8)计算过程1?2的理想功

Wid=?Hsys-T0?Ssys=(h2-h1)-T0(s2-s1)=-740.7 kJ/kg

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(9)计算过程1?2的损失功

方法1:WL=Ws(ac)-Wid=-653.7-(-740.7)=87 kJ/kg

方法2:WL=T0(?Ssys+?Ssur)、?Ssys=s2-s1=7.76-7.488=0.272 kJ/(kg?K) 、 ?Ssur=-Q/T0=7.12/293.15=0.02429 kJ/(kg?K), WL=293.15(0.272+0.02429)=86.9 (10)计算过程1?2的热力学效率(?T) ?T=Ws(ac)/Wid=-653.7/(-740.7)=88.28% (11)计算过程1?2的热效率(?)

?=Ws(ac)/( h2-h1)=-653.7/(-661)=98.90%

2某蒸汽动力循环按朗肯循环工作,锅炉压力为4MPa,产生440℃的过热蒸汽,乏汽压力为

4kPa,蒸汽流量60吨/时,试按理想朗肯循环计算①乏汽的干度;②汽轮机的理论功率;③水在锅炉中吸收的热;④水泵的理论功率;⑤乏汽在冷凝器中放出的热;⑥循环的热效率;⑦循环的汽耗率。

x 点 h(kJ/kg) s(kJ/(kg?K))

1 3307.1 6.9041 2 =s1=6.9041 3 121.46 0.4226 0 4 =s3=0.4226 5 6 2554.4 8.4746 1

v3=0.0010040m3/kg

解:体系——循环工质即水蒸汽,基准——1小时 (一) 由题意作出过程示意T-s图,并由水蒸汽表查出图中对应各点的h、s值列表如下:

2点干度x的计算: ∵s2=s1=s6?x+s3(1?x)

∴x=(s2?s3)/(s6?s3)=(6.9041?0.4226)/(8.4746?0.4226)=0.8050 2点焓h2的计算:

h2=h6?x+h3?(1?x)=2554.4?0.8050+121.46?(1?0.8050) =2079.87kJ/kg 4点的焓h4的计算: ∵wP=h4?h3=v3(p1?p2)

∴h4=v3(p1?p2)+h3=0.001004(4000?4)+121.46=125.472 kJ/kg

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1.工质吸热量Q1的计算

Q1=m(h1?h4)=60?103(3307.1?125.472)=1.909?108 kJ/h 2.乏汽冷凝放热量Q2的计算

Q2=m(h3?h2)=60?103(121.46?2079.87)= ?1.175?108 kJ/h 乏汽的湿度:1?x=1?0.8050=0.1950

3.汽轮机作出的理论功率(计算功率时可不必带―–‖)

NTid=m(h1?h2)/3600=60?103(3307.1?2079.87)/3600=2.0454?104 kW

4.泵功率 NP=m(h4?h3)/3600=60?103(125.472?121.46)/3600=66.87 kW 5.循环的热效率 ?=-WN/Q1=(2.0454?104?66.87)?3600/(1.909?108)=38.45% 6.汽耗率 SSC=m/N=60?103/(2.0454?104?66.87)=2.943 kg/(kW?h)

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