14 Истечение газов и паров

14.31 Влажный пар с начальной температурой t₁ и степенью сухости x дросселируется до давления p₂. Найти конечную степень сухости, удельный объем, энтальпию конечной точки, изменение температуры и энтропии.

Таблица 1 – Исходные данные

14.32 Водяной пар с начальными параметрами р₁ и температурой t₁=560 ºC выпускается в атмосферу с массовым расходом G_m. Рассчитать геометрические размеры расширяющейся части сопла Лаваля для получения максимальной скорости истечения. Скоростной коэффициент сопла φ=0,91.

Таблица 1 – Исходные данные

14.34 Перегретый пар на входе в сопло имеет параметры р1 = 0,7 МПа и t1 = 290 °С. Давление пара за соплом р2 = 0,2 МПа. Истечение происходит без теплообмена с окружающей средой, коэффициент скорости сопла φ = 0,95. Определить тип сопла, состояние пара за соплом, действительную скорость истечения и площадь выходного сечения сопла, если расход пара через сопло G = 0,5 кг/с. Критическое отношение давлений принять равным β_к = 0,546. Скоростью пара на входе в сопло пренебречь.

hs диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче

14.35 Расчет процесса истечения через сопло Лаваля и конструирование сопла

Определить геометрические параметры сопла (диаметры горловины и устья), а также длину диффузорной части сопла, принимая его образующие за прямые. Построить кривые изменения скорости водяного пара, скорости звука, давления и плотности по длине расширяющейся части сопла, если известно, что:

Угол между образующими конуса расширяющейся части сопла принять 11º.

Определить скоростной коэффициент и КПД сопла, считая, что в реальном процессе истечения в устье сопла степень сухости увеличивается на 3% в сравнении со степенью сухости пара в конце адиабатического процесса истечения. Результаты расчетов свести в табл. 4.

14.36 Перегретый водяной пар с начальным давлением р₁=16 бар и температурой t₁=400 ºC расширяется в сопле по адиабате до давления р₂=1 бар. Количество вытекающего из сопла пара М=4,5 кг/c. Определить минимальное сечение сопла и его выходное сечение. Процесс расширения пара в сопле считать адиабатным.

is — диаграмма прилагается к задаче

14.37 Газ с начальными постоянными давлением р₁ и температурой t₁ вытекает в среду с давлением p₂ через суживающееся сопло, площадь поперечного сечения которого f. Определить теоретическую скорость адиабатного истечения газа и секундный расход. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 3.

Таблица 3 – Исходные данные

14.38 Воздух из резервуара с постоянным давлением р₀=10 МПа и температурой Т₀=288 К вытекает в атмосферу через трубку с внутренним диаметром 10 мм. Определить скорость адиабатного истечения воздуха из трубки и его начальный массовый расход.

14.39 Из резервуара при постоянном давлении 8 МПа и температуре 300 ºК вытекает 1 кг кислорода через суживающееся сопло в среду с давлением р₂=6 МПа. Определить скорость истечения и секундный расход кислорода, если площадь выходного сечения сопла 0,03 м². Кислород считать идеальным газом.