水蒸氣和蒸汽動力裝置

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1、1.水的三相點的狀態(tài)參數(shù)是不是唯一確定的？三相點與臨界點有什么差異？?2.剛性絕熱的密閉容器內水的壓力為4MPa,測得容器內溫度為200℃，試問容器內的水是什么集態(tài)？因意外事故容器上產生了一不大的裂縫，試分析其后果？?3.水的定壓汽化過程中溫度維持不變，因此有人認為過程中熱量等于膨脹功，即，對不對？為什么？?4.由于普遍適用于一切工質，所以有人說水定壓汽化時溫度不變，因此其焓變量。這一推論錯誤在哪里？?5.飽和蒸汽郎肯循環(huán)（圖10-1中循環(huán)6-7-3-4-5-6）與同樣初壓力下的過熱蒸汽朗肯循環(huán)

2、（圖10-1中循環(huán)1-2-3-4-5-6-1）相比較，前者更接近卡諾循環(huán)，但熱效率卻比后者低，如何解釋此結果？?　　　　6.本世紀二三十年代，金屬材料的耐熱性僅達400℃，為使蒸汽初壓提高，用再熱循環(huán)很有必要。其后，耐熱合金材料有進展，加之其他一些原因，在很長一段時期內不再設計制造按再熱循環(huán)工作的設備。但近年來隨著初壓提高再熱循環(huán)再次受到注意。請分析其原因。?????7.圖11-2所示回熱系統(tǒng)中采用的是混合式回熱器，靠蒸氣與水的混合達到換熱的目的。另有一種表面式換熱器，如圖10-3所示，蒸汽在管

3、外冷凝，將凝結熱量傳給管內的水，這種布置可減少系統(tǒng)中高壓水泵的數(shù)量。試分析這種系統(tǒng)在熱力學分析上與混合式系統(tǒng)有否不同？8.各種實際循環(huán)的熱效率無論是內燃機循環(huán)，燃氣輪機循環(huán)，或是蒸汽循環(huán)都肯定地與工質性質有關，這些事實是否與卡諾定理相矛盾？?9.蒸汽動力循環(huán)中，在動力機中膨脹作功后的乏汽被排入冷凝器中，向冷卻水放出大量的熱量q2，如果將乏汽直接送入汽鍋中使其再吸熱變?yōu)樾抡羝?，不是可以避免在冷凝器中放走大量熱量，從而減少對新汽的加熱量q1大大提高熱效率嗎？這樣想法對不對?為什么？?10.用蒸汽作為

4、循環(huán)工質，其吸熱和放熱接近定溫過程，而我們又常說以定溫吸熱和定溫放熱最為有利，可是為什么在大多數(shù)情況下蒸汽循環(huán)反較柴油機循環(huán)的熱效率低?11.應用熱泵來供給中等溫度(例如100℃上下)的熱量是比直接利用高溫熱源的熱量來得濟，因此有人設想將乏汽在冷凝器中放出熱量的一部分用熱泵提高溫度，用以加熱低溫段(100℃以下)的鍋爐給水，這樣雖然需要增添熱泵設備。但卻可以取消低溫段的抽汽回熱，使抽汽回熱設備得以簡化，而對循環(huán)熱效率也能有所補益。這樣的想法在理論上是否正確??12.熱量利用系數(shù)說明了全部熱量的利

5、用程度，為什么又說它不能完善地衡量循環(huán)的經濟性？?13.總結一下氣體動力循環(huán)和蒸汽動力循環(huán)提高循環(huán)熱效率的共同原則。1.答：水的三相點狀態(tài)參數(shù)不是唯一的，其中溫度、壓力是定值而比體積不是定值；臨界點是唯一的，其比體積、溫度、壓力都是確定的；三相點是三相共存的點，臨界點是飽和水線與飽和蒸汽線的交點，在該點飽和水線與飽和蒸汽線不再有分別。?2.答：水的集態(tài)為高壓水，若有裂縫則會產生爆裂事故。?3.答：這種說法是不對的。因為溫度不變不表示熱力學能不變。這里分析的是水，定壓汽化有相變，不能作為理想氣體來

6、處理，所以。不能得到這樣的結果。?4.答：適用于理想氣體，不能應用于水定壓汽化過程，水不能作為理想氣體來處理。?5.答：圖10-1中循環(huán)6-7-3-4-5-6局限于飽和區(qū)，上限溫度受制于臨界溫度，導致其平均吸熱溫度較低，故即使實現(xiàn)卡諾循環(huán)其熱效率也不高。?6.答：通過對熱機的效率進行分析后知道，提高蒸汽的過熱溫度和蒸汽的壓力，都能使熱機效率提高。在本世紀二三十年代，材料的耐熱性較差，通過提高蒸汽的溫度而提高熱機的效率比較困難，因此采用再熱循環(huán)來提高蒸汽初壓。隨著耐熱材料的研究通過提高蒸汽的溫度而

7、提高熱機的效率就可以滿足工業(yè)要求。因此很長一段時期不再設計制造再熱循環(huán)工作設備。近年來要求使用的蒸汽初壓提高，由于初壓的提高使得乏氣干度迅速降低，引起氣輪機內部效率降低，另外還會侵蝕汽輪機葉片縮短汽輪機壽命，所以乏氣干度不宜太低，必須提高乏氣溫度，就要使用再熱循環(huán)。7.答：計算回熱循環(huán)主要是計算抽氣量。1）對于混合式回熱加熱器對如圖11-4所示的N級抽汽回熱的第j級加熱器，列出質量守恒方程為能量守恒方程為解得第j級抽氣量為2）對于表面式回熱加熱器，其抽氣量仍是通過熱平衡方程求取8.答：這與卡諾定

8、理并不矛盾。卡諾定理當中的可逆循環(huán)忽略了循環(huán)當中所有的不可逆因素，不存在任何不可逆損失，所以這時熱能向機械能轉化只由熱源的條件所決定。而實際循環(huán)中存在各種不可逆損失，由于工質性質不同，不可逆因素和不可逆程度是各不相同的，因此其熱效率與工質性質有關。9.答：這樣的想法是不對的。因為從熱力學第二定律來講一個非自發(fā)過程的進行必定要有一個自發(fā)過程的進行來作為補充條件。乏氣向冷取水排熱就是這樣一個補充條件，是不可缺少的。10.答：柴油機的汽缸壁因為有冷卻水和進入氣缸的空氣冷卻，燃燒室和葉片都可以冷卻，其材