14 Истечение газов и паров

14.21 Определить теоретическую скорость адиабатного истечения воздуха через сопло Лаваля, если р1=0,8 МПа и t1=20ºC, а давление среды на выходе из сопла р2=0,1 МПа.

Сравнить полученную скорость с критической.

Ответ: ω=514 м/c, ωкр=313 м/c.


14.22 Через сужающееся сопло вытекает m=1 кг/c  воздуха в среду давлением р2, МПа. Начальное давление воздуха р1, МПа. Температура воздуха t1, ºC. Определить теоретическую скорость истечения и площадь выходного сечения сопла.

Таблица 4.1 — Данные к задаче

Вариант р1, МПа р2, МПа t1, ºC
1 1,0 0,6 27

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10.

Методические указания.pdf


14.23 (Вариант 21) Влажный пар с начальным давлением р1 и степенью сухости х1 вытекает через суживающееся сопло с площадью выходного сечения f  в атмосферу с давлением p2.

Определить критическое давление, скорость истечения и секундный расход пара, если скоростной коэффициент сопла равен φ.  Скоростью пара на входе в сопло пренебречь.

Рассчитать также скорость пара при условии истечения через сопло Лаваля.

Таблица 7

р1, МПаx1р2, МПаf, мм2φ
1,80,940,11380,91


14.24 Давление воздуха перед соплом р1, температура t1. Истечение воздуха происходит в среду с атмосферным давлением р2 = 0,1 МПа. Определить скорость истечения из цилиндрического или суживающегося сопла и скорость в горловом  (узком) сечении сопла Лаваля. Какой будет скорость истечения из сопла Лаваля? Определить расход воздуха из этих сопел, если диаметры выходных отверстий цилиндрического или суживающегося сопла и диаметр горлового сечения сопла Лаваля одинаковы и равны d (табл. 9.4).

Таблица 9.4 — Исходные данные

Вариант  р1, МПа t1, ºС d, мм
0 0,9 25 10

Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ДВГУПС


14.25 Истечение водяного пара 

Сухой насыщенный водяной пар с температурой tн и начальной скоростью Wн истекает адиабатно через сопло. Температура водяного пара в выходном сечении сопла — tвых. Определить скорость истечения Wвых и расход пара G (или диаметр выходного сечения сопла Dвых).

Таблица 1 – Исходные данные

№ вариантаtн, ºCWн, м/ctвых, ºCG, кг/c
33108602,9


14.26 Влажный насыщенный пар с абсолютным давлением р1 поступает в дроссельный калориметр для определения его влажности. После дросселирования до давления р2=0,1 МПа температура пара становится равной t2. Какова влажность пара до дросселирования? Как возрастает удельная энтропия пара в дроссельном калориметре? Решение задачи проиллюстрировать в is — диаграмме.

Таблица 2 — Числовые данные к задачам контрольной работы

Предпоследняя цифра шифра р1, МПа t2, ºС
1 1,6 140

is — диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

ВУЗ: МИИТ


14.27 Водяной пар, имея начальные параметры р1=5 МПа и х1=0,9 нагревается при постоянном давлении до температуры t2, затем дросселируется до давления р4=5 кПа. Определить, используя is — диаграмму водяного пара: количество теплоты, подведенной к пару в процессе 1-2; изменение внутренней энергии, а также конечную температуру t3 в процессе дросселирования 2-3; конечные параметры и скорость на выходе из сопла Лаваля, а также расход пара в процессе изоэнтропного истечения 3-4, если известна площадь минимального сечения сопла fмин.

Все процессы показать в is — диаграмме. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл.2.

Таблица 2 – Исходные данные

Вариант t2, ºС р3, МПа fмин, см2
14 420 1,3 20

Ответить на вопрос: как влияет на конечную степень сухости (х4) температура t2 при p3=const.

h-s — диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче

Варианты задачи: 21, 53, 87.


14.28 Водяной пар, имеющий начальное давление р1 и температуру t1 или степень сухости x1 (табл.4) дросселируется в трубопроводе до давления p2 (табл.5). Построить в диаграмме hs условный процесс дросселирования водяного пара. Схему построения процесса дросселирования привести в тетради. Определить температуру, энтальпию, энтропию и внутреннюю энергию пара в конце процесса дросселирования.

Таблица 4

Вариант 66
Начальные параметры пара Конечное давление р2, МПа
р1, МПа t1, ºС х1
1,5 220 0,16

14.29 В дроссельном клапане парового двигателя водяной пар с начальными параметрами  и  дросселируется до давления , а затем адиабатно расширяется в цилиндре двигателя до давления . Определить потерю располагаемой работы пара вследствие дросселирования. Решение задачи проиллюстрировать в  — диаграмме.

Таблица 1 – Числовые данные к задачам контрольной работы №1

Предпоследняя цифра шифра р1, МПа t1, ºС
1 5 300

is — диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче

Варианты задачи: 234567890.

Методические указания.pdf

ВУЗ: МИИТ


14.30 Какой должна быть площадь сечения отверстия предохранительного клапана парового котла, чтобы при внезапном прекращении отбора сухого насыщенного пара из него в количестве  абсолютное давление не превысило ? Атмосферное давление . Потерей давления на мятие пара, теплообменом при прохождении отверстия и скоростью пара на входе в отверстие клапана пренебречь.

Таблица 1 – Числовые данные к задачам контрольной работы №1

Предпоследняя цифра шифра G, кг/с
1 0,7

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

ВУЗ: МИИТ