例題集

蒸気の性質(10) 状態変化と蒸気表

理解レベル   難易度: ★★
蒸気表を利用して次の問いに答えよ. $(1)$ 圧力$0.8\,\rm{MPa}$,乾き度$0.6$の湿り蒸気がある. この蒸気の$(\ a\ )$飽和温度,$(\ b\ )$蒸発潜熱,$(\ c\ )$比容積,$(\ d\ )$比エンタルピー,$(\ e\ )$比エントロピー を求めよ. $(2)$ 密閉容器に封入されている$1.2\,\rm{MPa}$,乾き度$0.9$の蒸気を冷却して,圧力が$0.5\,\rm{MPa}$となったとき,蒸気の乾き度を求めよ. $(3)$ $1\,\rm{MPa}$,$100^\circ\rm{C}$(状態$1$)の水$5\,\rm{kg}$を定圧のもとで$500^\circ\rm{C}$(状態$2$)まで加熱した場合の,$(\ f\ )$状態$1$の比エンタルピー,$(\ g\ )$状態$2$の比エンタルピー,$(\ h\ )$加えた熱量を求めよ. $(4)$ 圧力$2\,\rm{MPa}$で温度$390^\circ\rm{C}$の過熱蒸気の比エンタルピーを求めよ.
$(1)$ $(a)$ \[ 170.41^\circ \rm{C} \] $(b)$ \[ 2046.5\,\rm{kJ/(kg \cdot K)} \] $(c)$ \[ \begin{align} v &=v' +x(v' ' - v') \\ &=0.00111498 + 0.6 (0.240257 - 0.00111498) \\ &=0.144600 \end{align} \] \[ \therefore 0.1446\,\rm{m^3/kg} \] $(d)$ \[ \begin{align} h &=720.932 \times 0.6 \times (2046.5) \\ &=1948.8 \end{align} \] \[ \therefore 1949\,\rm{kJ/kg} \] $(e)$ \[ \begin{align} s &=2.04572+0.6 \times (6.65960-2.04572) \\ &=4.814 \end{align} \] \[ \therefore 4.814\,\rm{kJ/kg \cdot K} \] $(2)$ \[ \begin{align} v_1 &= v'_1 + x(v_1' ' - v_1') \\ &=0.00113858+0.9 \times (0.1632 - 0.001138580) \\ &=0.146994 \end{align} \] \[ \begin{align} x_2 &=\frac{v_1 - v'}{v' ' - v'} \\ &=\frac{0.146994 - 0.00109284}{0.374676-0.00109284} \\ &=0.3905 \end{align} \] $(3)$ $(f)$ \[ 419.7 \,\rm{kJ/kg} \] $(g)$ \[ 3478.3 \,\rm{kJ/kg} \] $(h)$  \[ \begin{align} Q &=m(h_2 - h_1) \\ &=5 \times (3478.2 - 419.7) \\ &=15292.5 \,\rm{kJ} \\ &=15.29 \,\rm{MJ} \end{align} \] $(4)$ \[ 3204.9 + \frac{3248.7 - 3204.9}{2}=3226.8\\ \\ \therefore 3227 \,\rm{kJ/kg} \]