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第六章化工过程的能量分析讲解
第六章 化工过程的能量分析 习题课 1 某理想气体（分子量为28）在1089K，0.7091MPa下通过一透平机膨胀到0.1013MPa，透平机的排气以亚音速排出。进气的质量流量为35.4Kg/h，输出功率为4.2Kw，透平机的热损失为6700KJ/h。透平机进、出口连接钢管的内径为0.016m，气体的热容为1.005KJ/(Kg·K)，设热容与压力无关。试求透平机排气的温度及速度。 解题思路： 首先确定题意，求的是透平机排气的温度及速度，温度与热量或焓有关系。而速度是能量平衡方程中的一项，因此可以确定此题用能量平衡方程解。 其次，解能量平衡方程要确定研究体系。题给出的是理想气体在透平机中的膨胀过程，因此以稳态物系经透平机为体系列出能量平衡方程。 第三步，确定能量平衡方程中左右各项是己知或未知的状态。 2 将35kg、温度为700.15K的铸钢件放入135kg而温度为294.15K的油中冷却，己知铸钢和油的比热容分别为： (Cp)钢=0.5kJ·kg·K-1,(Cp)油=2.5kJ·kg·K-1,假设过程无热损失，试求（1）铸钢件的熵变；（2）油的熵变；（3）铸钢件与油的总熵变。 * 解：以1Kg理想气体物料为计算基准， 以透平机为体系，透平机进、出口的势能变化可忽略不计，设透平机出口温度为T2，则能量平衡方程为： 各项代入能量方程解得T2=221.5K u2=31.74m·s-1 3 4 某厂输送90℃水的管道，由于保温效果不好，到使用单位时水温降至65℃，试求水温降低过程的热损失与损耗功。大气温度为25℃，水的热容Cp=4.184kJ·kg·k-1 *
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