工程热力学课后作业答案(第八章)第五版.doc

8-1 温度20℃，压力0.1MPa，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20℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为 MPa
0.00163576 MPa
含湿量：＝10.34
露点：查水蒸气表，当0.00163576 MPa时，饱和温度即露点
14.35℃

水蒸气密度：
干空气质量：2.92㎏
求湿空气质量2.95㎏
湿空气气体常数：288.8
查在10℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为1.228 kPa

含湿量：＝7.73
析出水量：＝7.62g

8-2 温度25℃，压力0.1MPa，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25℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为3.169kPa
0.5×3.169=1.58kPa
露点：查水蒸气表，当1.58kPa时，饱和温度即露点
13.8℃
25℃,＝43.36
绝对湿度：＝0.0115
含湿量：＝9.985
湿空气密度：
＝0.867
1.16
干空气密度：1.15
湿空气容积：8600 m3

8-3查表题
8－4 压力B为101325Pa的湿空气，在温度1＝5℃，相对湿度1＝60％的状态下进入加热器，在2＝20℃离开加热器。进入加热器的湿空气容积为＝10000 m3。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
1＝5℃，＝872Pa
2＝20℃，＝2.337kPa
分别计算状态参数：
1＝5℃， 1＝60％时
＝872×60％＝523.2 Pa
3.2g/kg(a)
13.08kJ/kg(a)
在加热器中是等湿过程：3.2g/kg(a)
28.32 kJ/kg(a)
查图得湿空气相对湿度：
2＝23％
干空气的质量：
12634kg
加热量：
1.9×105kJ

8－5 有两股湿空气进行绝热混合，已知第一股气流的1＝15m3/min，1＝20℃，1＝30％；第二股气流的2＝20m3/min，2＝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
1＝20℃，＝2.337kPa，h1= 31.14kJ/kg(a)
2＝35℃，＝5.622kPa，h2=109.4 kJ/kg(a)
4.37g/kg(a)
28.9g/kg(a)
17.65 kg
21.75 kg
焓：＝74.34 kJ/kg(a)
=17.9 g/kg(a)
查图得：28.5℃
＝73％

8-6已知湿空气的60kJ/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％
3.167kPa
水蒸气分压力＝2185Pa

8-7 在容积＝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：2.485kPa
水蒸气的分压力：＝1.7295 kPa
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：70.8kg
空气的含湿量： 10.8g/kg(a)
空气的总质量：＝71.5 kg
空气的焓值： 70.8×48.77＝3452.9 kJ

8-8将温度1＝15℃，1＝60％的空气200m3加热到2＝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
1＝15℃，＝1.704 kPa
2＝35℃，＝5.622kPa
计算状态参数：
1＝15℃，1＝60％时
＝1.02 kPa
6.33g/kg(a)
31.15kJ/kg(a)
在加热器中是等湿过程：6.3g/kg(a)
51.5 kJ/kg(a)
查图得湿空气相对湿度：
2＝18％
干空气的质量：
242.6kg
加热量：
4937.8kJ
干燥器中是绝热过程h3=h2=51.5 kJ/kg(a)
由3＝90％查表得＝12.64g/kg(a)
吸收的水份：
＝1538.4g

8-9某空调系统每小时需要c＝21℃，c＝60％的湿空气12000m3。已知新空气的温度1＝5℃，1＝80％，循环空气的温度2＝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：1＝5℃，1＝80％，
2＝25℃，2＝70％
查h-d图可得：
h1=15.86 kJ/kg(a)
d1=4.32g/kg(a) ，
h2=60.63 kJ/kg(a)
d2=13.93 g/kg(a)
求c＝21℃，c＝60％的水蒸气分压力
hc＝44.76 kJ/kg(a)，dc=9.3g/kg(a)，＝2.485kPa，＝1.49kPa，
求干空气质量：14195kg/h
根据混合空气的焓和含湿量计算公式可得：
6839 kg/h
7356 kg/h
h=27.7 kJ/kg(a)
根据d=d1=4.32 g/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1＝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2＝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1＝10℃，1＝30％，＝3500查图得：
h2＝56 kJ/kg(a)，d2=13.5g/kg(a)，2＝85％

8-11某空调系统每小时需要2＝21℃，2＝60％的湿空气若干（其中干空气质量4500 kg/h）。现将室外温度1＝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4500 kg冷却到21℃，应放出多少热量。设大气压力B＝101325Pa。
解：（1）查h-d图
2＝21℃，2＝60％
1＝35℃，1＝70％得
h1=99.78 kJ/kg(a) d1=25.17 g/kg(a)
h2=44.76 kJ/kg(a) d2=9.3 g/kg(a)
处理过程除去的水分=71.4 kg/h
放热量：＝247.6 kJ/h
（2）将35℃的纯干空气4500 kg冷却到21℃，放出热量
＝63630kJ

8－12已知湿空气的温度＝18℃，露点d＝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：
52％
＝65.08m3/kg
＝0.008kg/m3
6.7g/kg(a)
(2) 相对湿度2=14％
＝19.5m3/kg
绝对湿度＝0.0072kg/m3
(3) 冷却至饱和状态3=100％
饱和温度为8℃
＝120.9m3/kg
绝对湿度＝0.00827kg/m3

8-13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
1＝15℃，1＝50％
2＝30℃，2＝100％得
h1=28.45 kJ/kg(a) d1=5.28 g/kg(a)
h2=99.75kJ/kg(a) d2=27.2 g/kg(a)
由t3＝38℃和t4＝23℃，取水的平均定压比热＝4.1868kJ/(kg.K)
水的焓值：
＝159.1 kJ/kg
＝96.3 kJ/kg
干空气的质量：
＝90.7×103kg(a)/h
送入湿空气的质量
＝91.2×103kg/h
蒸发的水量
＝1988 kg/h
（2）查图湿球温度为9.7℃，＝40.6kJ/kg
＝168.3×103kg(a)/h
送入湿空气的质量
＝169.2×103kg/h

8－14某厂房产生余热16500kJ/h，热湿比＝7000。为保持室内温度2＝27℃及相对湿度2＝40％的要求，向厂房送入湿空气的温度1＝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：＝2.357kg/h
查图得h2=49.84 kJ/kg ,h1=35 kJ/kg，d1=6.3 g/kg(a)
送干空气量1112 kg/h
送风量＝1.12×103kg/h