工程热力学课后作业答案(第八章)第五版

8-1温度t20℃，压力p0.1MPa，相对湿度70％的湿空气2.5m3。求该湿空气的含湿量、水蒸气分压力、露点、水蒸气密度、干空气质量、湿空气气体常数。如该湿空气在压力不变的情况下，被冷却为10℃的饱和空气，求析出的水量。解：（1）水蒸气分压力：根据t20℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为0023368.0spMPa0023368.07.0svpp0.00163576MPa含湿量：ssvvpBppBpd622622＝10.34)(/akgg露点：查水蒸气表，当vp0.00163576MPa时，饱和温度即露点t14.35℃03.81vkgm/3水蒸气密度：01234.01v3/mkg干空气质量：2932875.2)76.163510(5TRVpmaaa2.92㎏求湿空气质量)001.01(dmma2.95㎏湿空气气体常数：510378.01287vpR288.8)/(KkgJ查在t10℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为sp1.228kPasvpp含湿量：vvpBpd6222＝7.73)(/akgg析出水量：)2(ddmmaw＝7.62g8-2温度t25℃，压力p0.1MPa，相对湿度50％的湿空气10000kg。求该湿空气的露点、绝对湿度、含湿量、湿空气密度、干空气密度、湿空气容积。解：水蒸气分压力：根据t25℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为sp3.169kPasvpp0.5×3.169=1.58kPa露点：查水蒸气表，当vp1.58kPa时，饱和温度即露点t13.8℃t25℃,''sv＝43.36kgm/3绝对湿度：''/ssvv＝0.01153/mkg含湿量：ssvvpBppBpd622622＝9.985)(/akgg湿空气密度：)985.9001606.01(10298287)001606.01(5dpTRva＝0.867kgm/3vd001.011.163/mkg干空气密度：vvaa111.153/mkg湿空气容积：vdmvmVa001.018600m38-3查表题8－4压力B为101325Pa的湿空气，在温度t1＝5℃，相对湿度1＝60％的状态下进入加热器，在t2＝20℃离开加热器。进入加热器的湿空气容积为1V＝10000m3。求加热量及离开加热器时湿空气的相对湿度。解：查饱和空气状态参数t1＝5℃，1,sp＝872Pat2＝20℃，2,sp＝2.337kPa分别计算状态参数：t1＝5℃，1＝60％时1vp＝872×60％＝523.2Pa116221vvpBpd3.2g/kg(a))185.12501(1001.0101.11tdth13.08kJ/kg(a)在加热器中是等湿过程：12dd3.2g/kg(a))285.12501(2001.0201.12tdth28.32kJ/kg(a)查图得湿空气相对湿度：2＝23％干空气的质量：27828710000)2.523101325(TRVpmaaa12634kg加热量：)08.1332.28(12634)12(hhmqa1.9×105kJ8－5有两股湿空气进行绝热混合，已知第一股气流的V1＝15m3/min，t1＝20℃，1＝30％；第二股气流的V2＝20m3/min，t2＝35℃，2＝80％。如两股气流的压力均为1013×102Pa，试分别用图解法及计算法求混合后的焓、含湿量、温度、相对湿度。解：图解法略。计算法：查饱和空气状态参数t1＝20℃，1,sp＝2.337kPa，h1=31.14kJ/kg(a)t2＝35℃，2,sp＝5.622kPa，h2=109.4kJ/kg(a)11116221sspBpd4.37g/kg(a)22226222sspBpd28.9g/kg(a)29328715)2337101300(11TRVpmaaa17.65kg30828720)5322101300(22TRVpmaaa21.75kg焓：212121aaaacmmhmhmh＝74.34kJ/kg(a)212121aaaacmmdmdmd=17.9g/kg(a)查图得：ct28.5℃c＝73％8-6已知湿空气的h60kJ/kg(a)，t=25℃，试用B＝0.1013MPa的焓湿图，确定该湿空气的露点、湿球温度、相对湿度、水蒸气分压力。解：露点19℃湿球温度20.8℃相对湿度69％sp3.167kPa水蒸气分压力svpp＝2185Pa8-7在容积V＝60℃的房间内，空气的温度和相对湿度分别为21℃及70％。问空气的总质量及焓kg值各为多少？设当地大气压为B＝0.1013MPa。解：空气21℃对应的饱和压力：sp2.485kPa水蒸气的分压力：svpp＝1.7295kPa温度21℃和相对湿度分别为70％的空气焓：48.77kJ/kg(a)干空气的质量：29428760)5.1729101300(TRVpmaaa70.8kg空气的含湿量：vvpBpd62210.8g/kg(a)空气的总质量：)001.01(dmma＝71.5kg空气的焓值：hma70.8×48.77＝3452.9kJ8-8将温度t1＝15℃，1＝60％的空气200m3加热到t2＝35℃，然后送入到干燥器。空气在干燥器总与外界绝热的情况下吸收物料总的水份，离开干燥器的相对湿度增至3＝90％。设当地大气压力B＝0.1013MPa。试求(1)空气在加热器中的吸热量；（2）空气在干燥器中吸收的水份。解：查表t1＝15℃，1sp＝1.704kPat2＝35℃，2,sp＝5.622kPa计算状态参数：t1＝15℃，1＝60％时111svpp＝1.02kPa116221vvpBpd6.33g/kg(a))185.12501(1001.0101.11tdth31.15kJ/kg(a)在加热器中是等湿过程：12dd6.3g/kg(a))285.12501(2001.0201.12tdth51.5kJ/kg(a)查图得湿空气相对湿度：2＝18％干空气的质量：288287200)1020101300(TRVpmaaa242.6kg加热量：)12(hhmqa4937.8kJ干燥器中是绝热过程h3=h2=51.5kJ/kg(a)由3＝90％查表得3d＝12.64g/kg(a)吸收的水份：)23(ddmmaw＝1538.4g8-9某空调系统每小时需要tc＝21℃，c＝60％的湿空气12000m3。已知新空气的温度t1＝5℃，1＝80％，循环空气的温度t2＝25℃，2＝70％。新空气与循环空气混合后送入空调系统。设当时的大气压力为0.1013MPa。试求（1）需预先将新空气加热到多少度？（2）新空气与循环空气的流量各为多少（kg/h）？解：已知：t1＝5℃，1＝80％，t2＝25℃，2＝70％查h-d图可得：h1=15.86kJ/kg(a)d1=4.32g/kg(a)，h2=60.63kJ/kg(a)d2=13.93g/kg(a)求tc＝21℃，c＝60％的水蒸气分压力hc＝44.76kJ/kg(a)，dc=9.3g/kg(a)，1sp＝2.485kPa，1vp＝1.49kPa，求干空气质量：29428712000)1490101300(TRVpmaaa14195kg/h根据混合空气的焓和含湿量计算公式可得：1am6839kg/h2am7356kg/hh=27.7kJ/kg(a)根据d=d1=4.32g/kg(a)查图得t=17℃8-10为满足某车间对空气温度及相对湿度的要求，需将t1＝10℃，1＝30％的空气加热加湿后再送入车间，设加热后空气的温度t2＝21℃，处理空气的热湿比＝3500。试求空气终了时的状态参数d2、h2、2。解：由t1＝10℃，1＝30％，＝3500查图得：h2＝56kJ/kg(a)，d2=13.5g/kg(a)，2＝85％8-11某空调系统每小时需要t2＝21℃，2＝60％的湿空气若干（其中干空气质量am4500kg/h）。现将室外温度t1＝35℃，1＝70％的空气经处理后达到上述要求。（1）求在处理过程中所除去的水分及放热量；（2）如将35℃的纯干空气4500kg冷却到21℃，应放出多少热量。设大气压力B＝101325Pa。解：（1）查h-d图t2＝21℃，2＝60％t1＝35℃，1＝70％得h1=99.78kJ/kg(a)d1=25.17g/kg(a)h2=44.76kJ/kg(a)d2=9.3g/kg(a)处理过程除去的水分)21(ddmmaw=71.4kg/h放热量：)21(hhmqa＝247.6kJ/h（2）将35℃的纯干空气4500kg冷却到21℃，放出热量)21(ttcmqpa＝63630kJ8－12已知湿空气的温度t＝18℃，露点td＝8℃,试求相对湿度、绝对湿度及含湿量。如将上述湿空气加热至40℃，其相对湿度、绝对湿度有何变化？如将其冷却至饱和状态，求其相对湿度与绝对湿度。当时大气压力为0.1013MPa。解：(1)查图得：152％sv＝65.08m3/kgssvv111＝0.008kg/m3116221vvpBpd6.7g/kg(a)(2)相对湿度2=14％sv＝19.5m3/kg绝对湿度ssvv222＝0.0072kg/m3(3)冷却至饱和状态3=100％饱和温度为8℃sv＝120.9m3/kg绝对湿度s＝0.00827kg/m38-13冷却塔中水的温度由38℃被冷却至23℃，水流量100×103kg/h。从塔底进入的湿空气参数为温度15℃，相对湿度50％,塔顶排出的是温度为30℃的饱和空气。求需要送入冷却塔的湿空气质量流量和蒸发的水量。若欲将热水（38℃）冷却到进口空气的湿球温度，其他参数不变，则送入的湿空气质量流量又为多少？设大气压力B＝101325Pa。解：查h-d图t1＝15℃，1＝50％t2＝30℃，2＝100％得h1=28.45kJ/kg(a)d1=5.28g/kg(a)h2=99.75kJ/kg(a)d2=27.2g/kg(a)由t3＝38℃和t4＝23℃，取水的平均定压比热pmc＝4.1868kJ/(kg.K)水的焓值：3wh＝159.1kJ/kg4wh＝96.3kJ/kg干空气的质量：3443310)12()12()(ddhhhhhmm＝90.7×103kg(a)/h送入湿空气的质量)1001.01(dmma＝91.2×103kg/h蒸发的水量310)12(ddmmaw＝1988kg/h（2）查图湿球温度为9.7℃，4wh＝40.6kJ/kg3443310)12()12()(ddhhhhhmm＝168.3×103kg(a)/h送入湿空气的质量)1001.01(dmma＝169.2×103kg/h8－14某厂房产生余热16500kJ/h，热湿比＝7000。为保持室内温度t2＝27℃及相对湿度2＝40％的要求，向厂房送入湿空气的温度t1＝19℃，求每小时的送风量为多少千克及厂房的产湿量。大气压力B＝101325Pa。解：厂房的余湿：70001650010001000hd＝2.357kg/h查图得h2=49.84kJ/kg,h1=35kJ/kg，d1=6.3g/kg(a)送干空气量12hhQma1112kg/h送风量)1001.01(dmma＝1.12×103kg/h