第十一章课后习题

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1、第十一章课后习题11-1一简单蒸汽动力装置循环(即朗肯循环),蒸汽的初压,终压,初温如下表所示。试求在各种不同初温时循环的热效率、耗气率d及蒸汽的终干度,并将所求得的各值填入下表内,以比较所求得的结果。3005000.34760.3716d/(kg/J)1.0090.7610.859解:(1)。由h-s图查得取水泵功近似为热效率若略去水泵功,则(2),由h-s图查得:取。若不计水泵功,则11-2一简单蒸汽动力装置循环,蒸汽初温,终压,初压如下表所示。试求在各种不同初压时循环的热效率、耗气率d及蒸汽的终干度,并将所求得的各值填入下表内,以比较所求得的结果。3.015.00.37160.428

2、7d/(kg/J)6.050.8590.742解:(1),即上题的(2)(2),由h-s图查得据,由得由,求得忽略水泵功 11-3设有两个蒸汽再热动力装置循环,蒸汽的初参数都为,终压都为。第一个再热循环再热时压力为2.4MPa,另一个再热时压力为0.5MPa,两个循环再热后蒸汽的温度都为400℃。试确定这两个再热循环的热效率和终湿度,将所得的热效率、终湿度与朗肯循环作比较,以说明再热时压力的选择对循环的热效率和终湿度的影响。注:湿度是指1kg湿蒸汽中所含饱和水的质量,即(1-x).解:(1)由及再热压力,由h-s图查得、、、、、、终湿度 (2)再热压力 时,(3)无再热朗肯循环列表比较 由

3、此可见,再热压力高,可提高循环效率,但提高干度的作用不显著,再热压较低,提高干度作用较大,但可能引起循环热效率下降。    11-4具有两次抽气加热给水的蒸汽动力装置回热循环,其装置示意图如图11-13。已知第一次抽气压力,第二次抽气压力,蒸汽初温,初压,冷凝器中压力。试求:(1)抽汽量;(2)循环热效率;(3)耗气率d;(4)平均吸热温度。与朗肯循环热效率、耗汽率d和平均吸热温度作比较,并说明耗汽率为什么反而增大?解:由、,从h-s图查得:、,由饱和水和饱和蒸气表得:(1)求  由热平衡方程式得:(2)求循环热效率(3)耗汽率(4)平均吸热温度  由过热蒸汽表及和饱和蒸汽表查得(5)与朗

4、肯循环比较热效率:耗汽率:平均吸热温度查表得比较发现,采用抽汽回热后,热效率较简单朗肯循环有所提高,而耗汽率有所增大,这是因为抽汽使每kg新蒸汽作出的功减小,故使d增大,但由于回热,虽吸热量减少,平均吸热温度升高,放热温度不变,故ηt提高。11-5某发电厂采用的蒸汽动力装置,蒸汽以的初态进入汽轮机。汽轮机的,冷凝器的压力与冷却水的温度有关。设夏天冷凝器保持35℃。假定按朗肯循环工作,求汽轮机的理想耗汽率与实际耗汽率d。若冬天冷却水水温降低,使冷凝器中的温度保持15℃,试比较夏、冬两季因冷凝器温度不同所导致的以下各项的差别;(1)汽轮机做功;(2)加热量;(3)热效率(略去水泵功)。解:由,

5、查得。(1)夏天,,由饱和水与水蒸汽表中查得:由h-s图查得 。汽轮机的理论技术功汽轮机的实际技术功 若不计水泵功时,循环的内部功吸热量 装置的内部热效率 理想耗汽率 实际耗汽率 (2)冬天,,由水蒸气表查得:、列表比较11-6某简单朗肯循环,蒸汽的初压、初温,冷凝器内维持压力10KPa,蒸汽质量流量为80kg/s。假定锅炉传热过程是在1400K的热源和水之间进行,冷凝器内冷却水的平均温度为25℃。试求:(1)水泵功;(2)锅炉内烟气对水的加热率;(3)汽轮机做功;(4)冷凝器内乏气的放热率;(5)循环热效率;(6)各过程及循环做功能力的不可逆损失。已知解:查h-s图及饱和水和饱和蒸汽表、

6、;(1)水泵功(2)加热率(3)汽轮机做功(4)循环热效率(5)循环热效率或(6)各过程不可逆作功能力损失因膨胀及压缩均按等熵过程计算,故不可逆损失表现在烟气向水放热及乏汽向冷却水放热的过程中。锅炉内传热过程:烟气熵变冷凝器内传热过程:冷却水熵变循环不可逆损失:11-7题11-6中的循环改成再热循环,从高压汽轮机排出的蒸汽压力为0.5MPa,加热到500℃后再进入低压汽轮机。若所有其他均不变,假定循环内锅炉加热量(即上题中锅炉内的加热量)也不变,试求:(1)低压汽轮机末端蒸汽的干度;(2)锅炉及再热器内单位质量工质的总加热量;(3)高压汽轮机和低压汽轮机产生的总功率;(4)循环热效率;(5

7、)各过程及循环做功能力的不可逆损失。解:由题11-6、查h-s图(1)(2)加热量:锅炉内每kg工质吸热量即上题中再热器内每kg蒸汽吸热量因总加热器未变,所以蒸汽流量减少为(3)功率高压汽轮机低压汽轮机.(5)锅炉及再热器内不可逆损失冷凝器内不可逆损失11-8题11-6中的循环改为一级抽汽回热循环,抽气压力为0.5MPa。若其他条件均不变,试求:(1)两台水泵的总耗功;(2)锅炉内水的质量流量;(3)汽轮机做功;(4)冷

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