工程热力学第8章答案

第8章湿空气和空气调节1第8章湿空气和空气调节8-1今测得湿空气的干球温度t=30℃，湿球温度ts=20℃，当地大气压力pb=0.1MPa。求：湿空气的相对湿度ϕ、含湿量d、焓h。解：查h-d图得：相对湿度ϕ=40%；含湿量d=10.7g/kg(DA)；比焓h=57.5kJ/kg(DA)8-2已知湿空气开始时的状态是pb=0.1MPa，温度t=35℃，相对湿度ϕ=70%，求水蒸气的分压力和湿空气的露点温度；如果保持该湿空气的温度不变，而将压力提高到p2=0.5MPa，此时水蒸气的分压力和湿空气的露点温度又是多少？解：1）MPatps00563.0)(=MpaMPatppsv003941.000563.07.0)(=×=⋅=ϕCMPatpttsvsd°===7.28)003941.0()(2）MpatpMPappsvv00563.0)(019705.0003941.0552==×==∴此时湿空气已经达到饱和，Mpapv00563.02=Ctd°=352（并已经有水析出）8-3已知湿空气开始时的状态是pb=0.1MPa，温度t=40℃，相对湿度ϕ=70%，如果湿空气被定压冷却到5℃，有多少水分被去除？解：111()(40)0.00738ssptpCMpa=°=1110.77.3810000.6220.62233.88/1000.77.38sspdgkgappϕϕ××==×=−−×水MPaCps000873.0)5(2=°%1002=ϕ)(/48.51000873.0100873.01622.0622.02222DAkggpppdss=×−××=−=ϕϕ)(/4.2848.588.332DAkggddd=−=−=∆8-4一功率为800W的电吹风机，吸入的空气为0.1MPa、15℃、ϕ=70%，经过电吹风第8章湿空气和空气调节2机后，压力基本不变，温度变为50℃，相对湿度变为20%，不考虑空气动能的变化。求电吹风机入口的体积流量（m3/s）。解：01(15)0.00171spCMPa=1110.70.7110000.6220.6227.54/1000.71.71ssPdgkgappϕϕ××==×=−−×水02(50)0.01235spCMPa=2220.212.3510000.6220.62215.75/1000.212.35sspdgkgappϕϕ××==×=−−×水1111111.005(25011.86)=34.132kJ/kgaavhhhtdt=+=++2222221.005(25011.86)=91.112kJ/kgaavhhhtdt=+=++ahdWm∆∆=i∴212115.757.540.80.115/91.11234.132addmWgshh−−==×=−−i,aagapVmRT=ii∴3,153153,10.11510287(27315)9.610/100.71.7110agaamRTVmsp−−×××+===×−××ii8-5已知湿空气的状态是pb=0.1MPa，干球温度t=30℃，露点温度td=15℃，求其相对湿度、含湿量、水蒸气分压力。如果将该湿空气定压加热至50℃，求相对湿度以及需要加入的热量。解：1）0(15)0.00171spCMPa=第8章湿空气和空气调节3)(/82.1071.1100100071.1622.0DAkggd=−×=01(30)0.00424spCMPa=010(15)1.7140%(30)4.24sspCpCϕ===2）02(50)0.01235spCMPa=020(15)1.7113.8%(50)12.35sspCpCϕ===)86.12501(005.111111tdthhhva++=+=)86.12501(005.122222tdthhhva++=+=2121211.005()1.86()hhhttdtt∴∆=−=×−+××−)3050(86.11082.10)3050(005.13−×××+−×=−kgakJ/5.202086.11082.1020005.13=×××+×=−8-6有一房间地板面积为325m2，地板到天花板的高度2.4m，如房间空气压力为0.1MPa，温度为30℃，ϕ=70%。问房间内有多少公斤水蒸气？解：0(30)0.00424spCMPa=kgagd/03.197.024.41007.024.4622.0水=×−××=0.100.70.004240.09703avpppMPa=−=−×=V=Ah=325×2.4=780m3()=+×××==302732877801009703.06,TRVpmagaa870.31kg干空气=××==−31003.1931.870dmmav16.56kg水蒸气8-7有两股湿空气进行绝热混合，已知第一股气流的V1=15m3/min，t1=20℃，ϕ1=30%；第二股气流的V2=20m3/min，t2=35℃，ϕ2=80%。如两股气流的压力均为101315Pa，试分别用图解法及计算法求混合后湿空气的焓、含湿量、温度，相对湿度。解：111204.39/31.27/30%tCdgkgahkJkgaϕ=°=⎫⎧⇒⎬⎨==⎭⎩2223529.33/110.44/80%tCdgkgahkJkgaϕ=°=⎫⎧⇒⎬⎨==⎭⎩,1,10.1013250.30.0023370.100624avpppMPa=−=−×=6,11,1,10.100624101517.95/min0.287(27320)amagapVqkgRT××===×+第8章湿空气和空气调节4,2,20.1013250.80.0056290.096822avpppMPa=−=−×=6,22,2,20.09682102021.91/min0.287(27335)amagapVqkgRT××===×+图解法,2,11321.910.81917.9532mamaqq===作图，按比例画出3点，读出数据374.14/hkJkga=317.85/dkJkga=328.4tC≈°73%ϕ≈计算法：干空气质量守恒,3,1,2mamamaqqq=+=39.86kg/min水蒸气质量守恒,33,11,22mamamaqdqdqd=+d3=17.85g水/kga能量守恒,33,11,22mamamaqhqhqh=+h3=74.14KJ/kga328.4tC≈°73%ϕ≈8-8某空调系统，每小时需要t=21℃，ϕ=60%的湿空气12000m3。已知新空气的温度t1=5℃，相对湿度ϕ1=80%；循环空气的温度t2=25℃，相对湿度ϕ2=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质量各为多少kg？解：1115:4.31/80%tCndgkgaϕ=°⎫⇒=⎬=⎭22225:13.93/70%tCcdgkgaϕ=°⎫⇒=⎬=⎭混合后333219.31/60%tCdgkgaϕ=°⎫⇒=⎬=⎭作图后交点'1%3617'1'1=°=ϕCt设循环空气质量（干空气）acm,，新空气质量（干空气）anm,则aanacmmm,,,总=+(1)第8章湿空气和空气调节5,23,311313.939.310.9249.314.3132nacamddmdd−−====−−(2)[]3(21)()(1013000.62.4910)1200014052.5287(21273)savagagagappCVpVppVmkgaRTRTRTϕ−°⋅−⋅−×××=====×+联立求解，得,7303.8camkga=,6748.7namkga=3,,27303.813.9310101.74cvcammdkg−=⋅=××=水3,,16748.74.311029.09nvnammdkg−=⋅=××=水,,7303.8101.747405.54ccacvmmmkg∴=+=+=,,6748.729.096777.72nnanvmmmkg=+=+=8-9某空调系统，每小时需要t=21℃，ϕ=60%的湿空气若干（其中干空气质量ma=4500kg），现将室外温度t1=35℃，相对湿度ϕ1=70%的空气经过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。设当时的大气压力为0.1013MPa。解：（1）219.31/60%44.753/tCdgkgahkJkgaϕ=°=⎫⎧⇒⎬⎨==⎭⎩11113525.18/99.789/70%tCdgkgahkJkgaϕ=°=⎫⎧⇒⎬⎨==⎩⎭125.189.3115.87/dddgkga∆=−=−=水450015.8771.415vammdkg=∆=×=水每小时去处水分33339.31/1336.574/100%dgkgatChkJkgaϕ==°⎫⎧⇒⎬⎨==⎩⎭第8章湿空气和空气调节61299.78944.75355.036/qhhkJkga=−=−=450055.034247664aQmqkJ==×=每小时放热量（2）45001.005(3521)63315pQmctkJ=∆=××−=纯干空气的放热量分析：纯干空气冷却放热小于湿空气放热，主要是因为湿空气中的水蒸气部分放热为汽化潜热，rcp。8-10冷却塔中水的温度由38℃被冷却至23℃，水流量为100×103kg/h。从塔底进入的湿空气参数为温度t=15℃，相对湿度ϕ=50%，塔顶排出的是温度为30℃的饱和湿空气。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？设当时的大气压力为0.1013MPa。解：111,11,15.316/28.52/150.85950%100.441ovadgkgahkJkgtCpkpapkpaϕ=⎧⎪=⎫=⎪⇒⎬⎨==⎭⎪⎪=⎩水222,22,227.178/99.64/304.241100%97.059ovadgkgahkJkgtCpkpapkpaϕ=⎧⎪=⎫=⎪⇒⎬⎨==⎭⎪⎪=⎩水03338159.14/tChkJkg==0442396.41/tChkJkg==044'9.6'40.34/tChkJkg==干空气质量守恒,1,2mamaqq=水分质量守恒,12143()mawwqddqq×−=−能量守恒,1214433()mawwqhhqhqh×−=−解得：,190896.9/maqkgh=则送入湿空气质量：,11(1)91380.11/maqqdkgh=+=第8章湿空气和空气调节7蒸发量：,121()1987.188/wmaqqddkgh∆=−=（2）当将热水冷却到进口空气的湿球温度时，即将上面的t4,h4分别用t4’，h4’来代替。解得：,1169139.1/maqkgh=则送入湿空气质量：,11(1)170038.24/maqqdkgh=+=蒸发量：,121()3697.719/wmaqqddkgh∆=−=8-11某厂房产生余热16500kJ/h，热湿比ε=7000。为保持室内温度t=27℃及相对湿度ϕ=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kg及厂房的产湿量。当时的大气压力为0.1013MPa。解：278.89/40%49.82/tCdgkgahKJkgaϕ=°=⎧⎫⇒⎬⎨==⎭⎩水和ε=7000作图，交t1=19℃处得117.05/36.9/dgkgahKJkga=⎧⎨=⎩水1()16500/amhhHKJh−=∆=ii1165001277.1/49.8236.9aHmkgahhh∆===−−ii311277.17.05109.0/vammdkgh−==××=ii水v1277.19.01286.1/ammmkgh=+=+=iii总送风量7000hdε∆==∆/700016500/70002.357/DHkgh∆=∆==ii水产湿量