第六章-第七章.docx

第六章
思考题
试画出简单蒸汽动力装置的系统图、简单蒸汽动力循环的p-v图与T-s图。
既然利用抽气回热可以提高蒸汽动力装置循环的热效率，能否将全部蒸汽抽出来用于回热？为什么回热能提高热效率？
答：采用回热措施，虽然对每kg蒸汽来说做功量减少，但抽汽在凝结时所放出的潜热却全部得到的利用，进入锅炉给水温度提高了，使每kg工质在锅炉中吸收的热量大为减少，因此，提高了循环效率。但抽汽量不是越多越好，是根据质量守恒和能量守恒的原则确定的。
蒸汽动力装置循环热效率不高的原因是冷凝器放热损失太大，如取消冷凝器而用压缩机将乏气直接升压送回锅炉是否可以？
答：乏气如果是水汽混合的，则不能进行压缩。如果全部是气体进行压缩，则体积流量太大，需要采用大尺寸的机器设备，是不利的。
卡诺循环优于相同温度范围的其它循环，为什么蒸汽动力循环不采用卡诺循环？
答：与郎肯循环相同温限的卡诺循环，吸热过程将在气态下进行，事实证明气态物质实现定温过程是十分困难的，所以过热蒸汽卡诺循环至今没有被采用。那么，能否利用饱和区（气液两相区）定温定压的特性形成饱和区的卡诺循环，从原理上看是可能的，但是实施起来，有两个关键问题，一是，汽轮机出口位于饱和区干度不高处，湿度太大使得高速运转的汽轮机不能安全运行，同时不可逆损失增大，其二，这样的卡诺循环，压缩过程将在湿蒸汽区进行，气液混和工质的压缩会给泵的设计和制造带来难以克服的困难，因此迄今蒸汽动力循环未采用卡诺循环。
如果柴油机在使用过程中，喷油嘴保养不好，致使燃油雾化不良，燃烧延迟，问此时柴油机的经济性如何？
答：燃烧延迟，没有充分膨胀便开始排气，这将使热效率显著降低，且排气冒黑烟，这是很不好的。
今有两个内燃机的混合加热循环，它们的压缩比、初态、总的加热量相同，但两者的定容升压比λ不同，（1）请在p-v图与T-s图上表示出这两个循环的相对位置；（2）利用T-s图定性地比较这两个循环的热效率。
燃气轮机装置循环与内燃机循环相比有何优点？为什么前者的热效率低于后者？
答：燃气轮机与内燃机相比，没有往复运动机构，可以采用很高的转速，并且可以连续进气，因而可以制成大功率的动力装置。但要保持燃气轮机长期安全运行，必须限制燃气进燃气轮机时的最高温度，目前为700—800C，所以效率比较低。
试述动力循环的共同特点。
答：有工质在高温热源吸热，在低温热源放热，并对外输出功。
习题
6-1解：①1点：P1=4MPa,t1=400C
查表得：h1=3215.71kJ/kg,s1=6.773kJ/(kg.K)
2点：s2=s1=6.773kJ/(kg.K),P2=4KPa
查表得：h2=2040.13kJ/kg,x=0.789
3(4)点：由P3=P2=4KPa
查表得：h3=121.29kJ/kg
吸热量：q1=h1-h3=3215.71－121.29=3094.42kJ/kg
净功量：wnet=h1-h2=3215.71－2040.13=1175.58kJ/kg
热效率：===37.99%
干度：x=0.789
②1点：由P1=4MPa,t1=550C
查表得：h1=3558.58kJ/kg,s1=7.233kJ/(kg.K)
2点：由s2=s1=7.233kJ/(kg.K),P2=4kPa
查表得：h2=2179.11kJ/kg,x=0.846
3(4)点：由P3=4kPa,
查表得:h3=121.29kJ/kg
吸热量：q1=h1－h3=3558.58－121.29=3437.29kJ/kg
净功量：wnet=h1－h2=3558.58-2179.11=1379.47kJ/kg
热效率：===40.13%
干度：x=0.846
6-2解：1点：由P1=13MPa,t1=535C得：
h1=3430.18kJ/kg,s1=6.559kJ/(kg.K)
5点：由s5=s1=6.559kJ/(kg.K),得：
P5=1.082MPa，h5=2779.07kJ/kg
点：由得：

2点：由，P2=7KPa得：
h2=2430.67kJ/kg，x2=0.941
3(4)点：由P3=P2得：
h3=163.38kJ/kg
吸热量：

净功量：

热效率：

6-3解：1点：由P1=6MPa,t1=560C得：
h1=3562.68kJ/kg,s1=7.057kJ/(kg.K)
2点：由s2=s1,P2=6kPa得：
h2=2173.35kJ/kg,x=0.8369
3(4)点：由P3=P2得：
h3=151.5kJ/kg
吸热量 ：
q1=h1－h3=3562.68－151.5=3411.18kJ/kg
净功量：
wnet=h1-h2=3562.68-2173.35=1389.33kJ/kg
热效率：

6-4解：1点：由P1=1