参考答案

查水蒸气性质表可得各状态的热力学数据如下。

状态

压力/Mpa

温度/℃

焓/kJ·kg^-1

熵/kJ·kg^-1·K^-1

热电厂过热蒸汽

减压后蒸汽

用户使用蒸汽

环境(液态水)

4.0

0.7

0.5

0.1

400

240

152

25

3213.6

2932.2

2748.7

104.9

6.769

7.0641

6.8213

0.3674

环境温度为298K，有效能变化为
△B=(H₂-H₁)-T₀(S₂-S₁)
过热蒸汽的有效能
B=(3213.6-104.9)-298×(6.769-0.3674)=1201kJ·kg^-1
计算蒸汽经过减压阀的有效能变化
经减压后的有效能无法回收，即有效能损失为1201kJ·kg^-1
蒸汽经过管道的有效能损失为
△B'=(2748.7-2932.2)-298×(6.8213-7.0641)
=-111.2kJ·kg^-1
有效能损失-111.2kJ·kg^-1
上述情况说明，有效能在减压阀中损失最大，在管道中只损失了9.3%，合计损失有效能40.1%。通常热电厂在计量用户蒸汽流量时，要考虑减压损失和散热这两项，因此须乘以一定的倍数，这是合情合理的。