用p-h图求:(1)在蒸发器中吸收的热量;(2)若压缩是可逆绝热的,压缩1kg氟里昂22所需的技术功以及氟里昂22的压缩终温。 解 工质在蒸发器中的等压吸热过程1-2和在压缩机中的可逆绝热过程2-3表示在p-h图上,如图6-13所示。等压吸热过程1-2已知在湿饱和蒸气区,是一条等压、等温的水平线。其中,状态1位于=5℃
的等温线与
=0.2的等干度线的交点。状
态2位于==5℃的等温线与x=1的等干度线的交点。状态3位于=l.6×
Pa
的等压线与=
的等熵线的交点。状态点确定后,从图上可读得
=247kJ/kg,
=407kJ/kg,
=432kJ/kg,=58℃
由此可得蒸发器中的吸热 =(407-247)kJ/kg=160kJ/kg
技术功 =
-=(407-432)kJ/kg=-25kJ/kg 压缩终温
=58℃
例题5-3 当地当时大气压力为0.1MPa,空气温度为30℃,相对湿度为60%,试分别用解析法和焓湿图求湿空气的露点
,含湿量d,水蒸气分压力
及焓h。
解(1)解析法 水蒸气分压力
=φ
查饱和蒸汽表得:t=30℃时,=4.246kPa
因而
=0.6×4.246kPa=2.548kPa
露点温度是与相应的饱和温度,查饱和蒸汽表得
=(
)=21.3℃
含湿量d=0.622=0.622×=1.626×kg/kg(干空气)
湿空气的焓
h=1.005t+d(2501+1.86t)=1.005×30+1.626×(2501+1.86×30)=71.72kJ/(kg.K)(干空气)
(2)图解法
如右图所示,由φ=60%及t=30℃,在h-d图上找到的交点1,即为湿空气的状态。从图中可读得
d=16.2g/kg(干空气)
h=717.7kJ/kg(干空气)
由1点作等d线向下与φ=100%线相交,交点的温度即为=21.5℃;由1点作等d
线向下与=f(d)相交,即为水蒸气分压力,通过此交点向右侧纵坐标读得
=
25kPa。 例题 5-4 压力
=100kPa,温度=27℃的空气,流经扩压管时压力提高到
=
180kPa。问空气进入扩压管时至少有多大流速?这时进口马赫数是多少?应设计成什么形状的扩压管? 解 (1)依题意
=0,根据稳流能量方程
(2)
(3)因
<1,所以应设计成渐扩扩压管。
1. 判断过程的方向性,求极值
例题4-1欲设计一热机,使之能从温度为973K的高温热源吸热2000kJ,并向温度为303K的冷源放热800kJ。(1)问此循环能否实现?(2)若把此热机当制冷机用,从冷源吸热800kJ,能否可能向热源放热2000kJ?欲使之从冷源吸热800KJ,至少需耗多少功? 解: (1)
方法1:利用克劳修斯积分式来判断循环是否可行。如图4-5a所示
所以此循环能实现,且为不可逆循环。
方法2:利用孤立系熵增原理来判断循环是否可行。如图4-5a所示,孤立系由热源、冷源及热机组成,因此
(a)
式中:ΔSH和ΔSL分别为热源T1及冷源T2的熵变;ΔSE为循环的熵变,即工质的
熵变。因为工质经循环恢复到原来状态,所以 ΔSE=0 (b)
而热源放热,所以
冷源吸热,则