７．５典型題精解例題７－１在如圖７－６所示的絕熱混合器中，氮?dú)馀c氧氣均勻混合。已知氮?dú)膺M(jìn)口的壓力，溫度，質(zhì)量；氧氣進(jìn)口壓力，溫度，質(zhì)量。（１）求混合后的溫度；（２）問(wèn)混合氣流出口壓力能否達(dá)到。解（１）確定混合后氣流的溫度根據(jù)熱力學(xué)第一定律于是，兩股氣合流后的溫度為其中將這些數(shù)值代入式（a）得（２）這實(shí)際上是一個(gè)判斷過(guò)程能否實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。先假定，求控制體積的熵產(chǎn)，如熵產(chǎn)大于零，則出口壓力可以達(dá)到該值，否則就不能達(dá)到?；旌虾蟮哪柗?jǐn)?shù)為混合后分壓力:則于是由計(jì)算可知，這是一個(gè)熵產(chǎn)小于零的過(guò)程，因此不可能發(fā)生。于是可以斷言，混合氣體出口不可能達(dá)到0.4MPa。討論（１）兩股氣流混合后的溫度受熱力學(xué)第一定律制約而有確定的值。對(duì)于理想氣體，混合后的壓力只受熱力學(xué)第二定律制約，但混合有的壓力某一確定值，而與混合方式有關(guān)。（２）混合后的壓力范圍應(yīng)滿足>0，極限壓力應(yīng)滿足=0。顯然，極限壓力達(dá)不到，因?yàn)榛旌线^(guò)程總是不可逆的。丸（３）兩連種或兩種袍以上不同戚類氣體的脫混合，計(jì)賣算熵變是屢應(yīng)注意用匠分壓力；劍而同類氣憂體混合，扯計(jì)算熵變秩用混合后條的總壓即亞可。墳例題７－翻２圖７飄－７所示崇的絕熱剛探性容器被嚼一絕熱隔獎(jiǎng)板分成兩紅部分。一鉆部分存在奮氧氣提；另一部恰分圓有叉3kmo燦l頸二氧化碳桐,埋?，F(xiàn)將隔壺板抽去，擇使氧與二屆氧化碳均囑勻混合。屢求混合氣派體的壓力蔥和溫度鈔以及熱力蒜學(xué)能、焓再和熵的變地化。按定女值比熱容皮進(jìn)行計(jì)算治。對(duì)解（１銀）求混合敗氣體的溫命度率取整個(gè)容轉(zhuǎn)器為系統(tǒng)云，按題意朋系統(tǒng)為故基里系，抽監(jiān)出隔板前豬后根據(jù)得到即解得碑（２）求亂混合氣體提的壓力刪（３）熱怠力學(xué)能變莊化為怕（４糊）焓的變婚化哄（５槳）熵的變益化裳混合后氧泳和二氧化堤碳的分壓旅力分別為于是熵變討論躺（１）理化想氣體焓旋的計(jì)算，肆也可以先真分別求得扔混合物的遺焓值后，蓬在相減得稱到，即其中，六顯然該種弓方法較例集題中的復(fù)銷雜，理想群氣體熱力牌學(xué)能和熵菠的計(jì)算也扯同樣。所魯以，當(dāng)混亭合氣體進(jìn)榜行的熱力傳過(guò)程成分冷不變化，把且按定值首比熱容計(jì)平算時(shí)，建預(yù)議采用例押題所用的妻方法求熱世力參數(shù)的騰變化量，深即分別求捆得個(gè)組元蓮氣體的戴，飄及憐后再求和垮；但若成述分發(fā)生變槍化，或要虎求用比較挽準(zhǔn)確的平匹均比熱容軍計(jì)算；則晉只能先分貍別求得混斃合物初、份終態(tài)的、塌及值后再枯相減求得樓變化量。監(jiān)（２）該圣題若是同貧穩(wěn)、同壓該下的不同飯氣體相混桐合，所求引各量有怎農(nóng)樣呢？可稱以證明，棄此時(shí)械例題７－柔３氮和騎氬的理想劉氣體混合分物以慮的流量經(jīng)液一加熱器地，如圖７貿(mào)－８所示滑?；旌蠚夂w流入加鄙熱器時(shí)的嘉狀態(tài)為昌，流出時(shí)頭為親,峽。如果混活合氣體中記氮的體積最分?jǐn)?shù)為左40%啟，問(wèn)加入血熱流量為猶多少？閱解依題綁意，此過(guò)自程可看作寒是忽略動(dòng)讓能、位能跑變化及無(wú)斥功傳遞的傭穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流舌過(guò)程。根南據(jù)能量平氧衡方程拖其中，佳為混合氣距體的比熱滿容。先求貞混合氣體爛的摩爾熱虜容梯混合氣體撇的摩爾質(zhì)識(shí)量為濁混合氣體粒的比熱容委為術(shù)故加入的志熱流量為夫例題７－毛４某種由健甲烷和氮梨氣組成的還天然氣，嚼已知其摩益爾分?jǐn)?shù)耐30%勤?，F(xiàn)將它通從遙1Mpa絮,避220K懶可逆絕熱響壓縮到弓10MP環(huán)a淡。試計(jì)算獎(jiǎng)該過(guò)程的嚼終態(tài)溫度得、熵變化狗以及各組猶成氣體的題熵變。設(shè)或該混合氣研體可按定鴨值比熱容錢理想混合獅氣體計(jì)算話；已知甲甘烷的摩爾廈定壓熱容陪氮?dú)獾臑榛?。勾解（１終）求終態(tài)煩溫度存混合氣體劃的摩爾定印壓熱容為理混合氣體膊的絕熱指漁數(shù)為寄終態(tài)溫度壘為衣（２）求摔各組成氣都體及混合貌氣體的熵處變降混合氣體徐熵變化討論給（１）混飼合氣體的煤熵變?yōu)榱沭挘@與可全逆絕熱是禾一等熵過(guò)粒程的結(jié)論亭一致。壘（２）由概于詢，而混合豪氣體在過(guò)枯程中的幸T,p棕關(guān)系是按禾變的。因挨此，就混雀合氣體而舌言，它所賄經(jīng)歷的雖嘩是一可逆腐絕熱過(guò)程診，但對(duì)其漢中的組元泛來(lái)說(shuō)，它秘經(jīng)歷的過(guò)牌程相當(dāng)于癢一可逆的腰放熱過(guò)程膜（放熱給熱）。因而列其熵減小沉；而對(duì)其阿中的組元六來(lái)說(shuō)，它竟經(jīng)歷的過(guò)鑼程相當(dāng)于多一可逆吸濤熱過(guò)程，砌故熵增加艷。但整個(gè)石系統(tǒng)（混和合氣體在楊該可逆過(guò)直程期間與航外界是絕志熱的，因恩而混合氣鎮(zhèn)體的熵值父不變；渾（３）只槐有在貝時(shí)，各組下成氣體的高熵變化才吼與混合氣醒體的熵變笛化一樣，軟都等于零皇。主例題７－念５周與季的混合物銅為第2kg昌，其中絮的質(zhì)量分領(lǐng)數(shù)槽為，由敞p=0.柴8MPa增進(jìn)行可逆納絕熱膨脹蝶至礎(chǔ)，后經(jīng)再珍熱器定壓熄加熱至蒼，加熱量杰為鉛460k惠J劫，然后再竹經(jīng)可逆絕逢熱過(guò)程膨傅脹至績(jī)。良（１）求點(diǎn)膨脹過(guò)程貝的技術(shù)功資；腐（２）若撒再熱器熱簽源溫度為京，試求不世可逆?zhèn)鳠岬挂鸬臍懟彤a(chǎn)；論（３）定顧性畫出過(guò)隔程覺(jué)T-s結(jié)圖。沾按定值比狐熱容計(jì)算碧，托,僚。文解（１裕）先求混流合氣體的扎物性參數(shù)產(chǎn)再求狀態(tài)弓２點(diǎn)的溫紗度，由得則窩于是，兩款個(gè)可逆絕低熱膨脹過(guò)頭程共做技僅術(shù)功為隱（２）求際傳熱過(guò)程糊２－３引教起的熵產(chǎn)恢熱源熵的旁變化幻過(guò)程２－慕３混合氣躲體熵的變?nèi)诨龉什豢赡婺粋鳠嵋饾撵禺a(chǎn)吵（３棉）過(guò)程在姜T-S維圖上的表于示見(jiàn)圖７州－９。討論棒將混合氣肯體等價(jià)成躲某一純質(zhì)恩看待，關(guān)栗鍵就是求堅(jiān)出混合氣途體的物性所參數(shù)，之筍后它就完?duì)I全等價(jià)于警純質(zhì)的求螞解方法。坦例題７－跡６當(dāng)?shù)匾r當(dāng)時(shí)大氣之壓力為圾，空氣溫宴度為壁，相對(duì)濕大度為箱60%適，試分別鬼用解析法熄和焓濕圖檔求濕空氣判的露點(diǎn)終，含濕量宋d嗓，水蒸氣搬分壓力袋及焓殺h掀。汪解（１亡）解析法翼水蒸氣分絮壓力蜻查飽和蒸些汽表得：因而耕露點(diǎn)溫度三是與稈相應(yīng)的飽鞋和溫度，單查飽和蒸厭汽表得含濕量顏濕空氣的辛焓陵（２）圖菌解法旁如圖７－貨１０所示浴，由戲及牲，在穿h-d讀圖上找到俘的交點(diǎn)１仔，即為濕嘗空氣的狀考態(tài)。從圖取中可讀得耍（干空氣恭）削（干空氣逗）陜由１點(diǎn)作趣等解d掌線向下與繁100%宏線相交，牛交點(diǎn)的溫堵度即為魄；由１點(diǎn)鬼作等頑d戀線向下與錘相交，即遲為水蒸氣乖分壓力首，通過(guò)此概點(diǎn)向右側(cè)督縱坐標(biāo)讀錦得剝25kP研a湖。默例題７－牙７某儲(chǔ)倒氣筒內(nèi)裝輩有壓縮氮蘭氣，壓力殊，當(dāng)?shù)卮笏鉁囟群?7智，壓力識(shí)，相對(duì)濕奧度餡。今打開(kāi)煉儲(chǔ)氣筒內(nèi)辜?xì)怏w進(jìn)行哪絕熱膨脹禽，試問(wèn)壓卸力為多少祝時(shí)，筒表桶面開(kāi)始出裂現(xiàn)露滴？昌假定筒表添面與筒內(nèi)斬氣體溫度儲(chǔ)一致。蒸解儲(chǔ)氣陽(yáng)筒門打開(kāi)融后，筒內(nèi)惑氣體將進(jìn)帆行絕熱膨巴脹，溫度稀降低，若番降到大氣糞露點(diǎn)溫度滅值以下，饒則會(huì)在筒邪表面出現(xiàn)拆空氣結(jié)露旁現(xiàn)象。所沾以必須先美求得濕空檢氣的露點(diǎn)展溫度。由夏查飽和蒸些汽表得杰，于是濕嘴空氣總水條蒸氣的分贏壓力為汗查飽和蒸咱汽表得露斷點(diǎn)溫度婦氮?dú)馀蛎洏酱藴囟热箷r(shí)，所對(duì)即應(yīng)的壓力撥為筐故，當(dāng)筒材內(nèi)壓力小列于等進(jìn)于盤2.72將MPa垂時(shí)，筒表越面有露滴抹出現(xiàn)。礦例題７－沫８將壓雹力為柴，溫度為加，相對(duì)濕北度為已60%守的濕空氣鑼經(jīng)多變壓繞縮（辨n=1.這25綢）至兔，若濕空沈氣壓縮過(guò)誼程按理想餐氣體處理色。試求壓勢(shì)縮終了濕大空氣的相叼對(duì)濕度。使解由已與知條件可括求得初始援狀態(tài)濕空域氣的含濕底量為秩查飽和蒸禮汽表得綁時(shí)，團(tuán)于是裝壓縮終了陪的壓力為掏終態(tài)時(shí)，鄙所對(duì)應(yīng)的潮水蒸氣輛，此時(shí)若松，則稅（干空氣趁）絞這是不可濟(jì)能的，可漆見(jiàn)慈，于是由解得討論冠通常濕空癢氣所進(jìn)行妙的過(guò)程總被壓不變。浪但此題是曾一變壓過(guò)師程，因此詞雖然經(jīng)分潮析１－２減過(guò)程是一眉等含濕量抵過(guò)程，終職態(tài)的獨(dú)立點(diǎn)變量蠻、坐、乘全部確定特，但決不項(xiàng)能與初臺(tái)齒在同一挨h-d春圖上去查效取浮值。蝕例題７－跌９壓力醋為拍100k拳Pa亡，溫度為碌，相對(duì)濕霸度為沾60%工的濕空氣順經(jīng)絕熱節(jié)刑流至量50kP晴a捕，試求節(jié)賭流后的相糾對(duì)濕度。絲濕空氣按蒙理想氣體法處理；盆30引時(shí)水蒸氣羨的飽和壓姑力為買42.4乏5kPa鋼。到解據(jù)熱數(shù)力學(xué)第一罪定律，絕討熱節(jié)流過(guò)謎程兩又濕空氣阿可作為理代想氣體處騰理，則上辟式即為于是根據(jù)即解得諸例題７－伍10圈由于工妻程實(shí)際情盾況不同，刻有時(shí)需要貌對(duì)濕空氣經(jīng)噴入一定級(jí)的水分，就即所的加刊濕過(guò)程，抽這種加濕運(yùn)過(guò)程可采棋用如下一閉些方法：券（１）干映球溫度不難變的定干廊球溫度加煌濕方法；慘（２）相竊對(duì)濕度不牙變的定相星對(duì)濕度加錘濕方法；趨（３）絕抖熱條件下糕的絕熱加即濕方法。陽(yáng)分別按各墳種調(diào)濕過(guò)責(zé)程將濕空鋸氣交接為牲要求的濕晨空氣。已絹知：慈,杠(偏干空變氣泡)凡，濕空氣盲進(jìn)入房間專的體積流舅量撓，加濕水州溫為黑。試確定球：濱（１）加筆濕后的相壩對(duì)濕度雜；繭.袖（２）加驚濕后的空晚氣溫度旺；粥（３）熱琴流量撈。假解１．屯按定干球袍溫度加濕激過(guò)程洪參見(jiàn)圖７臨－鈴11煉，由已知栗的丘，在圖上研可以定出欲調(diào)濕前濕表空氣的狀燥態(tài)點(diǎn)１。伸由群和賣(洞干空狼氣草)瓣.稻可確定調(diào)沉濕后的濕睛空氣狀態(tài)憶點(diǎn)２，則雪１－２為拴定干球溫褲度的調(diào)濕善過(guò)程。查攜得遺。廈當(dāng)水噴入蜂濕空氣后艷，濕空氣娃的含濕量壇增加，干桑球溫度要蹦下降，為墳保持干球柳溫度不變枕，則必須仁同時(shí)加入民熱量。碼據(jù)穩(wěn)定流矛動(dòng)能量方惕程固其中，譜由下式求拌得則百由式h-d利圖上讀得非另外按鞭查飽和水樣蒸氣表，藍(lán)飽和水的卻焓于是返根據(jù)質(zhì)量唯守恒，加伸濕后加入妖的水故蹄即所要求求的３個(gè)量尿分別為曾２．按定騾相對(duì)濕度眾加濕過(guò)程虜由爺和益確定調(diào)濕綿后的濕空式氣狀態(tài)鈴2班’歡，定相對(duì)金濕度的調(diào)臥濕過(guò)程用雁７－者11暴圖中的１柱－斯2鬼’蔬表示。簽從廢h-d叔圖上讀得信此時(shí)，房,接和輸與定干球殃溫度加濕寇過(guò)程中相充同，即則熱流量旅即所要求佛的３個(gè)量泛分別為旬３．晉按絕熱加等濕過(guò)程倘因絕熱加撞濕過(guò)程基至本上是一桶定焓過(guò)程棍，所以由雁和紀(jì)確定調(diào)濕度后的濕空珍氣狀態(tài)稀，則絕熱偽調(diào)濕過(guò)程遇線用７－株11挎圖中的１貨－獄表示。徒從錘h-d臣圖上讀得收又因是絕遞熱過(guò)程，巴則煮。言例題７－贏11叫將繡，祝及請(qǐng)的濕空氣某送如空調(diào)核機(jī)（圖７污－怒12a核）。在空弄調(diào)機(jī)中，腫首先用冷鉗卻盤管對(duì)春濕空氣冷擦卻和冷凝昏去濕，直商至濕空氣卡降至皇，然后用循電加熱器津?qū)窨諝庠訜岬街?jǐn)。試確定岡：宇（１）各繩過(guò)程濕空而氣的初、誰(shuí)終態(tài)參數(shù)險(xiǎn)；球（２）１沫kg亦空氣字空蒸調(diào)機(jī)中出皮去的水分智；蛙（３）濕盲空氣被冷背卻而帶走政的熱量端和從電熱臂器吸入的途熱量扎。冠解空調(diào)澤過(guò)程如圖繪７－洗12b傭所示。氧（１）確州定各過(guò)程型初、終態(tài)拌參數(shù)。谷由傭在椅h-d奧圖上求得明點(diǎn)浙1瞧，并查得爭(zhēng)(她干空器氣蜜)渣，較通過(guò)點(diǎn)１繞作垂線與潔的線相交障，再沿喘線與戒的定溫線淘交于點(diǎn)２者，并查得抖（干空氣饒），清通過(guò)點(diǎn)２脫作垂線與弟的定溫線療交于點(diǎn)３歸，并查出利（干空氣覆），律在飽和蒸徒汽表中查驚得，幫時(shí)飽和水辱的焓為前（２歇）計(jì)算盯（３蓬）計(jì)算公和艦利用收冷卻去濕種過(guò)程的能儉量方程式閃（７－盤21販），即最(脊干空特氣虜)-硬（干空氣漏）辱（干空氣跟）替（干空氣樂(lè)）系利用加熱庭過(guò)程的能憶量方程式洗（７－帥19埋），即些（干空氣恐）薦（干空氣?。┪劾}７拌－額12題及永的空氣作沿干燥用。止空氣在加暖熱器中被資加熱到醋，然后進(jìn)拳入干燥器效，由干燥瞞器出來(lái)時(shí)確，相對(duì)濕宵度為叮（參見(jiàn)圖桃７－得13a波），設(shè)空睡氣的流量盡為懷5000分kg(謀干空掩氣齡)/堡h陡，試求：石（１）使梁物料蒸發(fā)瞞１因kg姜水分需要挖多少干空粥氣；搖（２）每剝小時(shí)蒸發(fā)榨水分多少老千克；鄙（３）加耀熱器每小螺時(shí)向空氣幣加入的熱授量及蒸發(fā)袋１排kg敘水分消耗唇的熱量。毅解這是扒一濕物體斜的烘干過(guò)青程，濕空許氣進(jìn)行的匠是在加熱巖器中的加裂熱過(guò)程１潮－２和在午干燥器中襪的絕熱加索濕過(guò)程２莖－３。由臟已知都和毀，在圖上孟可確定狀輪態(tài)點(diǎn)１；半因加熱過(guò)售程含濕量棉不變，則腳由緒及泡可確定狀度態(tài)點(diǎn)２；換據(jù)絕熱加煌濕過(guò)程特盲點(diǎn)裹及席，又可確艷定狀態(tài)點(diǎn)余３。棄（１）從酸圖上讀得蕩各狀態(tài)點(diǎn)醒的參數(shù)為銀(怒干空朵氣戶)惜，烈（干空氣稍）單（干空氣雹），可（干空氣騾）偉于是暢（干空氣背）景/災(zāi)kg茄（水分）晃（２）每汪小時(shí)蒸發(fā)容的水分貞空氣從加祥熱器中吸前收的熱量綿（干空氣見(jiàn)）營(yíng)蒸發(fā)１教kg觀水分所消念耗的熱量?。ǜ煽諝鈰穑ㄋ郑┝樱罚\13揀兩股濕全空氣在絕縱熱流動(dòng)過(guò)特程中混合曬，一股穩(wěn)，所含干夫空氣的質(zhì)勤量流量毫；另一股秒,悠。如所處藝壓力錫為醋0.比1MPa份，試分別都用解析法猾和圖解法窮求混合后秘空氣的相扒對(duì)濕度、并溫度和含坐試量。圈解（１茶）解析法腎混合過(guò)程廚干空氣質(zhì)良量守恒（a）則磚查飽和水歷蒸氣表得則伸（干空氣關(guān)）孝（干空氣蚊）驗(yàn)據(jù)質(zhì)量守役恒有釘信森（部b須）于是粉（干空氣烘）冠狀態(tài)１、屆２點(diǎn)的焓競(jìng)值分別為類（干空氣匹）隱（干空氣衣）信絕熱混合嶼過(guò)程的能用量方程為竄削驢（酬c饑）得憑由這加視得賺繼腰查飽和水柳蒸氣表，富內(nèi)插得碼由原蝕鵝解就得影詳誼（２）圖摘解法震據(jù)絕熱混尚合過(guò)程的泉能量守恒隱方程中（垂c岔）和質(zhì)量危守恒方程伯（身a殺），歷（俘b必）可得場(chǎng)