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第8章
8-1一制冷剂工作在245K和300K之间，吸热量为9kW，制冷系数是同温限卡诺逆循环制冷系数的75%。
试计算，(1) 放热量，(2) 耗功量，(3) 制冷量为多少“冷吨”。
8-5采用勃雷登逆循环的制冷剂，运行在300K和250K之间，如果循环增压比分别为3和6，试计算它们的COP。
假定工质可视为理想气体，c
=1.004kJ/(kg·K),k=1.4。
p
8-6采用具有理想回热的勃雷登逆循环的制冷机，工作在290K和220K之间，循环增压比为5，当输入功率为3kW时循环的制冷量是多少“冷吨”？循环的性能系数又是多少？工质可视为理想气体，c p=1.04kJ/(kg·K),k=1.3。
8-8以氟利昂-12为工质的制冷机，蒸发器温度为－20℃，压缩机入口状态为干饱和蒸汽。
冷凝器温度为30℃，其出口工质状态为饱和液体。
制冷量为1kW。
若工质改用替代物HFC134a其他参数不变。
试比较它们之间的循环制冷系数、 效率、压缩机耗功量以及制冷剂流率。
8-11一个以CFC12为工质的理想蒸气压缩制冷循环，运行在900kPa和300kPa之间，离开冷凝器的工质有5℃的过冷度，试确定循环的性能系数。
若工质改用HFC134a，性能系数又为多少？。
第八章压气机的热力过程1、利用人力打气筒为车胎打气时用湿布包裹气筒的下部，会发现打气时轻松了一点，工程上压气机缸常以水冷却或气缸上有肋片,为什么？答：因为气体在压缩时，以等温压缩最有利，其所消耗的功最小，而在人力打气时用湿布包裹气筒的下部或者在压气机的气缸用水冷却,都可以使压缩过程尽可能的靠近等温过程，从而使压缩的耗功减小.2、既然余隙容积具有不利影响，是否可能完全消除它？答：对于活塞式压气机来说，由于制造公差、金属材料的热膨胀及安装进排气阀等零件的需要,在所难免的会在压缩机中留有空隙,所以对于此类压缩机余隙容积是不可避免的，但是对于叶轮式压气机来说，由于它是连续的吸气排气,没有进行往复的压缩，所以它可以完全排除余隙容积的影响.3、如果由于应用气缸冷却水套以及其他冷却方法,气体在压气机气缸中已经能够按定温过程进行压缩，这时是否还需要采用分级压缩？为什么？答：我们采用分级压缩的目的是为了减小压缩过程中余隙容积的影响，即使实现了定温过程余隙容积的影响仍然存在，所以我们仍然需要分级压缩。
4、压气机按定温压缩时,气体对外放出热量，而按绝热压缩时不向外放热，为什么定温压缩反较绝热压缩更为经济?答:绝热压缩时压气机不向外放热，热量完全转化为工质的内能,使工质的温度升高，压力升高,不利于进一步压缩，且容易对压气机造成损伤，耗功大.等温压缩压气机向外放热,工质的温度不变，相比于绝热压缩气体压力较低，有利于进一步压缩耗功小,所以等温压缩更为经济。
5、压气机所需要的功可从第一定律能量方程式导出，试导出定温、多变、绝热压缩压气机所需要的功,并用T—S 图上面积表示其值。
答:由于压缩气体的生产过程包括气体的流入、压缩和输出,所以压气机耗功应以技术功计，一般用w c表示，则w c= —w t由第一定律：q=△h+w t，定温过程:由于T不变，所以△h等于零，既q=w t,q=T△s,，则有多变过程：w c= —w t=△h—q所以绝热过程：即q=0，所以6、活塞式压气机生产高压气体为什么要采用多级压缩及级间冷却的工艺?答：由于活塞式压气机余隙容积的存在，当压缩比增大时，压气机的产气量减小，甚至不产气，所以要将压缩比控制在一定范围之内，因此采用多级压缩，以减小单级的压缩比.气体压缩以等温压缩为最有利，因此应设法使压气机内气体压缩过程指数n减小,采用级间冷却可以很好的减小n。
第8章 湿 空 气例1：如果室外空气的参数为p=1.0133bar ，t=30℃,φ=0.90，现欲经空气调节设备供给2t =20℃，2φ=0.60的湿空气，试用h-d 图分析该空气调节过程，并计算析出的水分及各过程中的热量。
解：利用h-d 图分析计算该题所给条件下的空调过程，如图8.1，根据所给条件t=30℃,φ=0.90，在h-d 图上确定初态1,并查得1h =62.2kJ/k(a)，1d =15.7g/kg(a)同样,由2t =20℃，2φ=0.60在图上确定终态2,并查得2h =34.1kJ/k(a)，2d =15.7g/kg(a)，由定2d 线与φ=1线的交点4, 查得4h =26.4kJ/kg(a), 2d =4d空调过程的分析：定湿冷却过程：湿空气的冷却过程，因其组成成分不变，即含湿量不变,但相对湿度增加,温度下降,直降到露点。
所以,是定湿降温过程。
例如,在h-d 图上自初态1沿1d =15.7g/kg(a)的定湿线进行到与φ=1线的交点3。
此时已成饱和空气,再继续冷却，过程自状态3沿饱和线(临界线)进行,直至与终态含湿量相等的状态4,在这个冷却去湿阶段中,将有水蒸气凝结成水析出,并放出热量。
1-4过程的放热量，可用焓差表示,即q=14h h -=26.4-62.2=-35.8kJ/kg(a)式中负号表示冷却时湿空气放出热量。
冷却去湿过程：每公斤干空气所析出的水分等于湿空气含湿量的减少量,即14d d d -=∆=7.1-15.7=-8.6g/kg(a)式中负号表示湿空气析出水分。
加热过程：为了达到工程所要求的湿度，常采用降温去湿,但往往使温度过低(如4点C t 08.8=，为了保证空调后的气体温度(本题要求20℃)，去湿后，常常需要加热升温。
如在图8.1中就是自状态4沿定4d 线进行到终点2,温度升高，含湿量不变，相对湿度下降，这是定湿加热过程。
加热过程的吸热量也可以用焓差表示,即42h h q -==34.1-26.4=7.7kJ/kg(a)图8.1例2：已知干湿球湿度计的读数为：干球温度t 1=28℃，湿球温度t 2=19解ϕ=44%例3空气t 1=34t 3=20℃，ϕ3m A =50kg/min 试计算：（1（2（3解：按给定参数和过程在h —d 图上查出状态点1、2、3的有关参数，根据t 1、ϕ1查得d 1=0.0274kg/(kg 干空气)h 1=105kJ/(kg 干空气)根据t 3、ϕ3查得d 3=0.0073kg/(kg 干空气)h 3=38kJ/(kg 干空气)冷却去湿过程达到的状态为d 2=d 3=0.0073kg/(kg 干空气)的饱和空气状态，照此查得h 2=105kg/(kg 干空气)t 2=9℃（1）空气中需要除去的水分为min kg/005.1)0073.00274.0(50)(21=-⨯=-=d d mm a w（2）冷却介质带走的热量为w w a h m h h mQ --=)(2112 其中凝结水的焓为kJ/kg 64.379186.42=⨯==t C h pw w故有 min /kJ 2.38667.37005.1)27105(5012=⨯--⨯=Q（3）加热器加入的热量为假定空气处理室所用的喷雾水的水温为t w =12℃。
第8章 湿空气和空气调节8-1 今测得湿空气的干球温度t =30℃，湿球温度t s =20℃，当地大气压力p b =0.1MPa 。
求：湿空气的相对湿度ϕ、含湿量d 、焓h 。
解：查h-d 图得：相对湿度 ϕ=40%；含湿量d =10.7g/kg(DA)；比焓h=57.5kJ/kg(DA)8-2 已知湿空气开始时的状态是p b =0.1MPa ，温度t =35℃，相对湿度ϕ=70%，求水蒸气的分压力和湿空气的露点温度；如果保持该湿空气的温度不变，而将压力提高到(40)0.00738C Mpa °= 110.77.380.6221000.7s s p p p ϕϕ××=×−−× MPa C p s 000873.0)5(2=° %1002=ϕ)(/48.51000873.0100873.01622.0622.02222DA kg g p p p d s s =×−××=−=ϕϕ )(/4.2848.588.332DA kg g d d d =−=−=∆8-4 一功率为800W 的电吹风机，吸入的空气为0.1MPa 、15℃、ϕ=70%，经过电吹风机后，压力基本不变，温度变为50℃，相对湿度变为20%，不考虑空气动能的变化。
求电吹风机入口的体积流量（m 3/s ）。
解：1）0(15)0.00171s p C MPa =)(/82.1071.1100100071.1622.0DA kg g d =−×=1(30)0.00424s p C MPa = 010(15) 1.7140%(30) 4.24s s p C p C ϕ=== 2）02(50)0.01235s p C MPa = 020(15) 1.7113.8%(50)12.35s s p C p C ϕ===)86.12501(005.111111t d t h h h v a ++=+=222用图解法及计算法求混合后湿空气的焓、含湿量、温度，相对湿度。
第八章压气机的热力过程1、利用人力打气筒为车胎打气时用湿布包裹气筒的下部,会发现打气时轻松了一点,工程上压气机缸常以水冷却或气缸上有肋片,为什么？答:因为气体在压缩时,以等温压缩最有利,其所消耗的功最小,而在人力打气时用湿布包裹气筒的下部或者在压气机的气缸用水冷却,都可以使压缩过程尽可能的靠近等温过程,从而使压缩的耗功减小。
2、既然余隙容积具有不利影响,就是否可能完全消除它？答:对于活塞式压气机来说,由于制造公差、金属材料的热膨胀及安装进排气阀等零件的需要,在所难免的会在压缩机中留有空隙,所以对于此类压缩机余隙容积就是不可避免的,但就是对于叶轮式压气机来说,由于它就是连续的吸气排气,没有进行往复的压缩,所以它可以完全排除余隙容积的影响。
3、如果由于应用气缸冷却水套以及其她冷却方法,气体在压气机气缸中已经能够按定温过程进行压缩,这时就是否还需要采用分级压缩？为什么？答:我们采用分级压缩的目的就是为了减小压缩过程中余隙容积的影响,即使实现了定温过程余隙容积的影响仍然存在,所以我们仍然需要分级压缩。
4、压气机按定温压缩时,气体对外放出热量,而按绝热压缩时不向外放热,为什么定温压缩反较绝热压缩更为经济？答:绝热压缩时压气机不向外放热,热量完全转化为工质的内能,使工质的温度升高,压力升高,不利于进一步压缩,且容易对压气机造成损伤,耗功大。
等温压缩压气机向外放热,工质的温度不变,相比于绝热压缩气体压力较低,有利于进一步压缩耗功小,所以等温压缩更为经济。
5、压气机所需要的功可从第一定律能量方程式导出,试导出定温、多变、绝热压缩压气机所需要的功,并用T-S 图上面积表示其值。
答:由于压缩气体的生产过程包括气体的流入、压缩与输出,所以压气机耗功应以技术功计,一般用w c 表示,则w c = -w t由第一定律:q=△h+w t ,定温过程:由于T 不变,所以△h 等于零,既q=w t ,q=T △s,21ln p p R s g =∆,则有12ln p p T R w g c = 多变过程:w c = -w t =△h-q()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----=---=-111111111112112112n n g g V P P T R n n T T T R n n T T c n n q κκκκκ ()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-=∆-1111112112112n n g g p p p T R T T T R T T c h κκκκ 所以⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-111121n n g c p p T R n n w 绝热过程:即q=0,所以⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆=-=-111121n n g t c p p T R h w w κκ 6、活塞式压气机生产高压气体为什么要采用多级压缩及级间冷却的工艺？答:由于活塞式压气机余隙容积的存在,当压缩比增大时,压气机的产气量减小,甚至不产气,所以要将压缩比控制在一定范围之内,因此采用多级压缩,以减小单级的压缩比。
