13 Реальные газы. Водяной пар
13.11 Водяной пар массой 1 кг с начальным давлением р1 и степенью сухости х1 изотермически расширяется; при этом к нему подводится теплота q. Определить, пользуясь i,s — диаграммой, параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Решить также задачу, если расширение происходит изобарно. Изобразить процессы в p,υ- и T,s — диаграммах. Исходные данные, необходимые для решения задачи, взять из табл.4.
Таблица 4
| Вариант | q, кДж/кг | р1, МПа | x1 |
| 09 | 500 | 3 | 0,97 |
Варианты задачи: 25, 34, 42, 50, 55, 73, 74, 76, 79, 81, 92, 97.
13.12 Определить состояние водяного пара, если давление его р=2,2 МПа, а температура t=240 ºC.
Ответ: Пар перегрет.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
13.13 1 кг водяного пара с начальным давлением р1 и степенью сухости х1 изотермически расширяется; при этом к нему подводится теплота q. Определить, пользуясь hs — диаграммой, параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии. Решить также задачу, если расширение происходит изобарно. Изобразить процессы в pυ-, Ts- и hs — диаграммах. Исходные данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 27.
Ответить на вопросы: в каком процессе (t=const или p=const) при заданных x1, p1 и q работа будет больше и за счет чего? Упростятся ли расчеты процессов t=const или p=const, если конечная точка попадает в область влажного пара?
Таблица 27
| Вариант | р1 | х1 | q, кДж/кг |
| 00 | 3 | 0,97 | 500 |
h-s — диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
ВУЗ: ТОГУ
13.14 Параметры пара перед паровой турбиной р1=90 бар и t1=500 ºC. Давление в конденсаторе р2=0,04 бар.
Определить состояние пара после расширения в турбине, если ее относительный внутренний КПД ηoi=0,84.
13.15 Расчет процесса адиабатического расширения водяного пара
Рабочее тело – водяной пар, имеющий в начальном состоянии давление р1 и температуру t1 (табл. 5). Масса рабочего тела – M (табл. 5). Пар расширяется до давления p2 (табл. 5).
Схематически построить процесс адиабатического расширения водяного пара в диаграмме h-s.
Таблица 5
| Показатели | Вариант |
| 00 | |
| Температура t1, ºC | 530 |
| Давление (абс.) р1, МПа | 11 |
| Масса М, кг | 25 |
| Давление (абс.) р2, МПа | 0,02 |
Определить:
1) удельный объем и энтальпию пара в начальном состоянии;
2) температуру, удельный объем, степень сухости и энтальпию пара в конечном состоянии;
3) значения внутренней энергии пара до и после расширения;
4) работу расширения пара в адиабатном процессе.
К решению задачи приложить схему построения процесса в координатах h-s.
Ответить в письменном виде на следующие вопросы:
Каковы особенности адиабатного процесса?
Какой пар называется сухим, влажным, перегретым?
В каком состоянии водяной пар находится в начале процесса?
В какое состояние пар перешел в конце процесса?
Каков физический смысл энтальпии водяного пара в данном, конкретном состоянии?
h-s — диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
Методичка: Техническая термодинамика.pdf
Методичка: Техническая термодинамика и теплопередача.pdf
ВУЗ: ТОГУ
13.16 Состояние 5 кг водяного пара характеризуется следующими параметрами s1=8 кДж/(кг·К), р1=12 ат. Определить внутреннюю энергию, объем, энтальпию пара и охарактеризовать его состояние
13.17 Идет процесс адиабатного сжатия сухого насыщенного водяного пара имеющего давление р1=4 ат до конечного давления р2=45 ат. Найти работу, теплоту и изменение внутренней энергии процесса, а также изменение энтропии.
13.18 Водяной пар с начальными параметрами р1 = 0,005 МПа и t1 = 150ºC сжимается при постоянной температуре и переходит в двухфазное состояние со степенью сухости х2 = 0,9. Определить начальные и конечные параметры пара, удельные количество теплоты и работу сжатия процесса. Показать процесс в рυ-, Ts— и hs – диаграммах.
13.19 (Вариант 68) Процесс получения водяного пара в паровом котле происходит при постоянном давлении p=const. Питательная вода поступает в котел при температуре tп.в. Из котла выходит влажный насыщенный пар при давлении р и степени сухости х и поступает в пароперегреватель, где перегревается при p=const до температуры t.
Определить:
1 Энтальпию питательной воды iп.в, кипящей воды в котле i′, пара на выходе из котла ik и пароперегревателя i.
2 Теплоту, расходуемую на получение влажного насыщенного пара в котле q (кДж/кг) и сообщаемую в пароперегревателе qп (кДж/кг) раздельно, в расчете на 1 кг пара. Изобразить процесс получения пара (от tп.в до t) в pυ и Ts диаграммах с нанесением пограничных кривых (без масштаба); в Ts диаграмме обозначить штриховкой площади, изображающие q и qп.
Величины р (МПа), t (ºC) и x выбрать из табл.6 по последней цифре шифра, а величину tп.в (ºС) — из табл.7 по предпоследней.
Таблица 4
| р, МПа | t, ºC | х | tп.в, ºC |
| 8,0 | 460 | 0,99 | 90 |
13.20 (Вариант 68) Цех потребляет Q, кДж теплоты в час для производственных нужд. Для теплоснабжения этого цеха подается влажный насыщенный пар при давлении р и степени сухости х.
Определить часовой расход пара G, кг/ч, если возвращающийся обратно конденсат имеет то же давление и температуру tk.
Величины p и tk взять из табл.8 по последней цифре шифра, а величины Q и x — из табл.9 по предпоследней цифре шифра.
Таблица 8
| р, МПа | tk, ºС | Q, кДж/ч | x |
| 1,0 | 80 | 14·106 | 0,98 |
