第六章制冷 习题解答VIP专享VIP免费

第七章习题答案7-17在25℃时，某气体的P-V-T可表达为PV=RT+6.4×104P，在25℃，30MPa时将该气体进行节流膨胀，向膨胀后气体的温度上升还是下降？解；判断节流膨胀的温度变化，依据Joule-Thomson效应系数μJ，即公式（7-6）。由热力学基本关系式可得到：（7-6）由P-V-T关系式可得求偏导得，故有可见，节流膨胀后，温度升高。7-18由氨的图求1kg氨从0.828MPa(8.17atm)的饱和液体节流膨胀至0.0689MPa（0.68atm）时，(a)膨胀后有多少氨汽化？(b)膨胀后温度为多少？(c)分离出氨蒸气在压缩至=0.552MPa=5.45atm时，（绝热可逆压缩）解：由附录8氨的T-S图知：时等焓膨胀至时（饱和液体）（饱和蒸汽）（a）求干度：即汽化的液氨为0.211kg。（b）由附录8得（C）氨气等熵压缩至5.45atm，由附录8得7-19.某郎肯循环以水为工质，运行于14MPa和0.007MPa之间，循环最高温度为540，试求：（a）循环的热效率；(b)水泵功与透平功之比；(c)提供1kW电的蒸汽循环量。解：①作出此动力循环的图，见7-19题图1。②根据给定的条件，查附录5确定1、2状态点的参数。（a）状态点1：，工质在透平中等熵膨胀：状态点2：膨胀终点：17-19题图1透平等熵产生功：冷凝过程传热:水泵的可逆轴功：由热力学第一定律：锅炉吸热：郎肯循环净功为透平产功与泵轴功的代数和：热效率：（b）水泵功与透平功之比：（c）提供1kw电的循环蒸汽量：7-20.用热效率为30%的热机来拖动制冷系数为4的制冷机，试问制冷剂从被冷物料没带走1KJ热量需要向热机提供多少热量？解：制冷机：此净功来自热机：7-21.某蒸汽压缩制冷循环用氨做工质，工作于冷凝器压力1.2MPa和蒸发器压力0.14MPa之间。工质进入压缩机时为饱和蒸汽，进入节流阀时为饱和液体，压缩机等熵效率为80%，制冷量为kJ/h。试求：（a）制冷效能系数；(b)氨的循环速率；(c)压缩机功率；(d)冷凝器的放热量；(e)逆卡诺循环的制冷效能系数。解：此循环的图见7-21图1，工质为氨，由附录7~9查出各状态点的焓值。状态点1：由附录7查得蒸发压力为0.14MPa时，制冷剂为饱和蒸汽的焓值。状态点2：由冷凝压力为1.2MPa，在附录9氨的图上，找出1点位置，沿等熵线与＝1.2MPa的等压线的交点3，图上直接查得状态点4：从附录7氨的饱和蒸汽压表查得30.89℃时饱和液体的焓值状态点5：4→5过程是等焓的节流膨胀过程，故＝（a）制冷系数：求得：（b）27-21题图1（c）（d）（e）以冷凝器压力1.2Mpa时，蒸发器压力0.14Mpa时，7-24．压缩机出口氨的压力为1.0MPa，温度为50℃，若按下述不同的过程膨胀到0.1MPa，试求经膨胀后氨的温度为多少？（1）绝热节流膨胀；（2）可逆绝热膨胀。(见右上图)解：（1）绝热节流膨胀过程是等焓过程，从P-H图上沿等焓线可找到终态2为0.1MPa温度为30℃。（2）可逆绝热膨胀过程是等熵过程，同样沿着等熵线可找到终态2为0.1MPa时，温度为-33℃。7-25.某压缩制冷装置，用氨作为制冷剂，氨在蒸发器中的温度为－25℃，冷凝器内的压力为1180kPa，假定氨进入压气机时为饱和蒸气，而离开冷凝器时是饱和液体，如果每小时的制冷量为167000kJ，求（1）所需的氨流率；（2）制冷系数。解：通过NH3的lnP-H图（附录9）可查到各状态点焓值。按照题意，氨进入压缩机为饱和状态1，离开冷凝器为饱和状态3。氨在蒸发器中的过程即4→1h1=1430KJ·kg-1h2=1710KJ·kg-1氨在冷凝器中的过程即2→3，h3=h4=320KJ·kg-1（1）氨流率（2）制冷系数注：求解此类题目：关键在于首先确定各过程状态点的位置，然后在P-H图或T—S图上查到相应的焓（或温度、压力）值，进行计算。7-26有一制冷能力为=41800kJ/h的氨压缩机，在下列条件下工作：蒸发温度=－15℃,冷凝温度=25℃，过冷温度=20℃，压缩机吸入的是干饱和蒸气，试计算(1)单位质量的制冷能力；(2)每小时制冷剂循环量；(3)在冷凝器中制冷剂放出的热量；(4)压缩机的理论功率；(5)理论制冷系数。解：状态点1为－15℃的干饱和蒸气，由氨的温熵查得h1=1664kJ/kg。由t1=－15℃饱和汽线上该状态点（沿等熵线垂直向上）与t=30℃对应的饱和压力p3=10×105Pa线相交，查得h2=1866kJ/kg。状态点5为20℃的过冷液体，查20℃的饱和液体得h5=514.6kJ/kg。因节流前后焓值不变，...