用简单林德循环使空气液化。空气初温为17℃，节流膨胀前压力P2为10MPa，...

问答题 用简单林德循环使空气液化。空气初温为17℃，节流膨胀前压力P2为10MPa，节流后压力P₁为0.1MPa，空气流量为0.9m³·h^-1（按标准状态计）。求：
（1）理想操作条件下空气液化率和每小时液化量；
（2）若换热器热端温差为10℃，由外界传入的热量为3.3KJ·kg^-1，向对液化量的影响如何？空气的比热C_p为1.0kJ·kg^-1·K^-1。

参考答案：

简单的林德循环T—S如图表示：

对于空气从T—S图上可查得各状态点的焓值

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1.问答题 压缩机出口氨的压力为1.0MPa，温度为50℃，若按下述不同的过程膨胀到0.1MPa，试求经膨胀后氨的温度为多少？
（1）绝热节流膨胀；
（2）可逆绝热膨胀。

参考答案：（1）绝热节流膨胀过程是等焓过程，从P-H图上沿着等焓线可找到终态2为0.1MPa温度为30℃。

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2.问答题 有一氨压缩制冷机组，制冷能力Q₀为4.0×10⁴KJ·h^-1，在下列条件工作：蒸发温度为-25℃，进入压缩机的是干饱和蒸汽，冷凝温度为20℃，冷凝过冷5℃。试计算：
（1）单位重量制冷剂的制冷能力；
（2）每小时制冷剂循环量；
（3）冷凝器中制冷剂放出热量；
（4）压缩机的理论功率；
（5）理论制冷系数。

参考答案：

3.问答题 某压缩制冷装置，用氨作为制冷剂，氨在蒸发器中的温度为-25℃，冷却器中的压力为1.0MPa，假定氨进入压缩机时为饱和蒸汽，而离开冷凝器时为饱和液体，每小时制冷量Q0为1.67×10⁵kJ·h^-1。求：
（1）所需的氨流率；
（2）制冷系数。

参考答案：

通过NH₃的P-H图可查到各状态点焓值。

4.问答题实际蒸汽压缩制冷装置中的膨胀过程，为何采用节流阀而不用膨胀机？如果用膨胀机，请在T—S图上标出哪些面积代表膨胀机回收的功？

参考答案：制冷装置的膨胀过程，采用节流元件（如阀、孔板等）主要考虑到节流设备简单，装置紧凑。对于中小型设备而言，这个膨胀功是不值得...

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5.问答题某蒸汽压缩制冷循环，制冷量Q0为3×10⁴kJ·h^-1，蒸发室温度为-15℃，冷凝器用水冷却，进口为8℃。若供给冷凝器的冷却水量无限大时，计算制冷循环消耗的最小功为多少？如果冷凝器用室温（25℃）空气冷却时，其消耗的最小功又是多少？

参考答案：

首先需要明确的是：在所有的制冷循环中，逆卡诺循环的制冷效率最高，即功耗最小。循环效率有如下的关联式：

6.问答题 某蒸汽动力循环操作条件如下：冷凝器出来的饱和水，由泵从0.035Mpa加压至1.5Mpa进入锅炉，蒸汽离开锅炉时被过热器加热至280℃。求：
（1）上述循环的最高效率。
（2）在锅炉和冷凝器的压力的饱和温度之间运行的卡诺循环的效率，以及离开锅炉的过热蒸汽温度和冷凝器饱和温度之间运行的卡诺循环的效率。
（3）若透平机是不可逆绝热操作，其焓是可逆过程的80%。求此时的循环效率。

参考答案：

7.问答题某动力循环的蒸汽透平机，进入透平的过热蒸汽为2.0MPa，400℃，排出的气体为0.035MPa饱和蒸汽，若要求透平机产生3000kW功率，问每小时通过透平机的蒸汽流量是多少？其热力学效率是等熵膨胀效率的多少？假设透平机的热损失相当于轴功的5%。

参考答案：

进出透平机的蒸汽状态见下图所示，焓、熵值从附录水蒸汽表中查到，

8.问答题某人称其设计了一台热机，该热机消耗热值为42000kJ·kg^-1的燃料30kg·h^-1，可以产生的输出功率为170kW。该热机的高温与低温热源分别为670K和330K。试判断此热机是否合理。

参考答案：

9.问答题在25℃时，某气体的P-V-T可表达为PV=RT+6.4×10⁴P，在25℃，30MPa时将该气体进行节流膨胀，向膨胀后气体的温度上升还是下降？

参考答案：

10.问答题有一台空气压缩机，为气动调节仪表供应压缩空气，平均空气流量为500m³·h^-1，进气初态为25℃，0.1Mpa，压缩到0.6Mpa，假设压缩过程可近似为绝热可逆压缩，试求压缩机出口空气温度，以及消耗功率为多少？

参考答案：
即为224℃，可见出口温度太高，需要在压缩机的出口装上冷却器，通常在压缩机出口有一缓冲罐，在此对空气进行冷却...

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