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马沛生主编化工热力学第七章习题解答

习题七及答案

、问答题

7-1.Rankine循环与卡诺循环有何区别与联系？实际动力循环为

什么不采用卡诺循环？答：两种循环都是由四步组成，二个等压过程

和二个等熵（可逆绝热）过程完成一个循环。

但卡诺循环的二个等压过程是等温的，全过程完全可逆；

Rankine循环的二个等压过程变温，

全过程只有二个等熵过程可逆。

卡诺循环中压缩机压缩的是湿蒸汽，因气蚀损坏压缩机；且绝热

可逆过程难于实现。因此，实际动力循环不采用卡诺循环。

7-2.Rankine循环的缺点是什么？如何对其进行改进？答：

Rankine循环的吸热温度比高温燃气温度低很多，热效率低下，传热

损失极大。

可通过：提高蒸汽的平均吸热温度、提高蒸汽的平均压力及降低

乏汽的压力等方法进行改进。

7-3.影响循环热效率的因素有哪些？如何分析？

答：影响循环热效率的因素有工质的温度、压力等。具体可利用

下式

TL

TH

分析确定哪些因素会改变TL或TH，从而得到进一步工作的方案。

7-4?蒸汽动力循环中，若将膨胀做功后的乏气直接送人锅炉中使

之吸热变为新蒸汽，从而避免在冷凝器中放热，不是可大大提高热效

率吗？这种想法对否？为什么？

答：不合理。蒸汽动力循环以水为工质，只有在高压下才能提高

水温；乏汽的压力过低，不能直接变成高压蒸汽。与压缩水相比较，

压缩蒸汽消耗的工太大，不仅不会提高热效率，反

而会大大降低热效率。

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7-5?蒸气压缩制冷循环与逆向卡诺循环有何区别与联系？实际制

冷循环为什么不采用逆向

卡诺循环？

答：两种循环都是由四步组成，二个等压过程和二个等熵（可逆

绝热）过程完成一次循环。

但逆向卡诺循环的二个等压过程是等温的，全过程完全可逆；蒸

气压缩制冷循环的二个等压

过程变温，全过程只有二个等熵过程可逆。

Carnot制冷循环在实际应用中是有困难的，因为在湿蒸汽区域压

缩和膨胀会在压缩机和

膨胀机汽缸中形成液滴，造成“汽蚀”现象，容易损坏机器；同

时压缩机汽缸里液滴的迅速蒸发会使压缩机的容积效率降低。

7-6.影响制冷循环热效率的因素有哪些？

答：主要有制冷装置的制冷能力、压缩机的功率、高温物体及低

温物体的温度等。

7-7.如果物质没有相变的性质，能否实现制冷循环？动力循环又

如何？

答：不能实现。动力循环也无法实现。

7-8.制冷循环可产生低温，同时是否可以产生高温呢

答：可以。制冷循环与热泵循环在热力学上并无区别，其工作循

环都是逆向循环，

区别仅在

于使用目的。逆向循环具有从低温热源吸热、

向高温热源放热的特点。当使用目的是从低温

热源吸收热量时，为制冷循环；当使用目的是向高温热源释放热

量时，即为热泵循环。

7-9?实际循环的热效率与工质有关，这是否违反热力学第二定律

答：不违反。

7-10.对动力循环来说，热效率越高，做功越大；对制冷循环来说，

马沛生