工程热力学 华自强 工程热力学课后答案--华自强张忠进(第三版)pdf下载H11.docVIP

工程热力学 华自强 工程热力学课后答案--华自强张忠进(第三版)pdf下载H11 第十一章 致冷循环 11-1 设有一制冷装置按逆向卡诺循环工作，冷库温度为－5 ℃，环境温度为20 ℃，求制冷系数的数值。又若利用该机器作热泵，由－5 ℃的环境取热而向20 ℃的室内供热，求其供热系数。 解 已知 T1=20+273=293K,T2=?5+273=268K 致冷系数 ε= T2268 ==10.72 T1?T2293?268 若用作热泵, 且 T1=293 K，T2=268 K T1293 则致热系数 ζ===11.72 T1?T2293?268 11-2 有一台空气压缩制冷装置，冷藏库温度为－10 ℃，空气冷却器中冷却水温度为15 ℃，空气的最高压力为0.5 MPa，最低压力为0.1 MPa，试求制冷系数、单位质量工质的制冷量及装置消耗的净功。 解 冷库温度 T4=?10+273=263 K； 冷却水温度 T3=10+273=288 K 空气最高压力 p3=0.5MPa=p2 空气最低压力 p4=0.1MPa=p1 制冷系数 ε= 1(p2 )p1 ?1κ =?1 ( 10.50.1 0.41.4 =1.71 ?1 单位质量工质的致冷量： p q2=cp0(T1?T4)=cp0[T1?T3(4) p3 (κ?1) κ ] 170 制冷循环 0.1 =1.004×[263?288×()1.4]=81.49kJ/kg 0.5q81.49 装置消耗的净功： w0=2==47.6kJ/kg ε1.71 11-3 有一台空气压缩制冷装置，冷藏库温度为－10 ℃，冷却器中冷却水温度为20 ℃，空气的最高压力为0.4 MPa，最低压力为0.1MPa。若装置的制冷量为150 kW，试求带动制冷装置所需的功率、冷却水带走的热量、装置中空气的流量以及膨胀机和压气机的功率。 解 T1=263 K；T3=293 K；p1=p4=0.1 MPa；p2=p3=0.4 MPa 已知装置的致冷量 Q2=150 kW 则装置循环的致冷系数 11 ε===2.058 κ?10.4 p0.4 (2)κ?1()1.4?1p30.1 Q150 装置所需的功率： P=2==72.89kW ε2.058 冷却水带走的热量： =Q+P=150+72.89=2222.89kW Q2 单位质量工质的致冷量： 0.4 pq2=cpo(T1?T4)=cpo[T1?T3(4p3 =1.004[263?293( (κ?1) κ ] 0.10.4/1.4 )] 0.4 =66.10kJ/kg=0.01836kW?h/kg 所以空气的流量为： qm= Q2150==8159kg/h q20.01836 制冷循环171 膨胀机的功率为： p Pe=qmwe=qmcpo(T3?T4)=qmcpo[T3?T3(4) p3 0.1 =8159×1.004×293×[1?()1.4] 0.4 =7848kJ/h=218kW 压气机的功率为: p Pc=qmwc=qmcpo(T1?T2)=qmcpo[T1?T1(2) p1 0.4 (κ?1) κ ] (κ?1) κ ] =8159×1.004×263×[1??? ?0.1? 0.4 ?0.4?1.4 ] =?1.047×106kJ/h=290.84kW 11-4 按上题所述条件，若压气机绝热效率为0.8，膨胀机效率为0.85，试求装置消耗的功率及制冷系数。 p0.4 解 T2=T1(2)(k?1)/k=263×()0.4/1.4 =390.8K p0.1 T4=T3( p4(k?1)/k0.1 )=293×()0.4/1.4=197.175K p30.4 由压气机的绝热效率 h?hT?Tηcs=12=12 ′T1?T2′h1?h2T?T ∴ T2′=T1+21 ηc3 390.8?263 =422.77K =263+ 0.8 172 制冷循环 ′′h3?h4T3?T4 由膨胀机的效率 ηT= = h3?h4T3?T4故 T4′=T3?(T3?T4)ηT =293—（293—197.175）×0.85=211.55 K 压气机耗功 |wc|=cP0(T2′?T1)=1.004×(422.77?263)=160 k/kg 膨胀机作功 wT=cpo(T′?T3)=1.004×(293?21.55)=81.7 8kJ/kg 单位质量工质的致冷量 ′ q2=cpo(T1?T4)=1.004(263?211.55)=51.0558kJ/kg 故空气流量 qm= Q2150==2.904kg/s q251.6558 故装置消耗的功率 P=qmw0=2