14 Истечение газов и паров

14.91 Перегретый пар с начальными параметрами р₁=6 МПа и t₁=400 ºС вытекает через суживающееся сопло в атмосферу (р₂=0,1 МПа). Определить секундный расход пара, если площадь выходного сечения сопла f=30 мм², а скоростной коэффициент его φ=0,95. Скоростью пара на входе в сопло пренебречь.

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

Методические указания.pdf

14.92 Воздух с начальными параметрами р₁=1 МПа и t₁=200 ºС вытекает из сопла Лаваля в атмосферу (р₂=0,1 МПа). Расход воздуха М=6 кг/c. Определить диаметр выходного сечения сопла, если его скоростной коэффициент φ=0,95. Скоростью воздуха на входе в сопло пренебречь.

Методические указания.pdf

14.93 Выполнить газодинамический расчет сопла Лаваля.

Исходные данные:

Провести газодинамический расчет сопла Лаваля (рис. 1.4), обеспечивающего в расчетном режиме массовый расход кислорода G. Параметры торможения: p₀; T₀. Скорость входа газа W_вх, показатель адиабаты k=1,41. Углы раствора сопла: дозвуковой части α=80º; сверхзвуковой части β=65º. Давление на срезе сопла р₂.

Требуется: определить, параметры газа в основных (входного, критического и выходного) и дополнительных сечениях 1, 2, 3, 4 и построить графики зависимости р, Т, W, а, ρ по длине сопла.

Задачу решить для следующих величин:

Варианты заданий

Методические указания.pdf

ВУЗ: МИИТ

14.94 Определить параметры потока после прямого скачка уплотнения при течении воздуха по трубе.

Исходные данные:

Поток воздуха движется по трубе со скоростью до скачка ω₁=600 м/c при давлении р₁=3 МПа и температуре t₁=27 ºС, а также определить параметры заторможенного потока.

Требуется:

1. Определить скорость потока после прямого скачка уплотнения.
2. Определить параметры заторможенного потока.

Задачу решить для следующих значений величин:

Варианты заданий

Методические указания.pdf

ВУЗ: МИИТ

14.95 Определить длину расширяющейся части сопла Лаваля, через которое происходит истечение воздуха с начальными параметрами р₁=1,6 МПа и t₁=600℃ в количестве М=0,6 кг/с в среду с атмосферным давлением (р₂=0,1 МПа). Угол конусности принять равным 10°, скоростной коэффициент сопла φ=0,93. Скоростью на входе в сопло пренебречь.

Методические указания.pdf

14.96 Продукты сгорания топлива с параметрами р₁=1,5 МПа и t₁=700 ℃ дросселируются в регулирующем клапане газовой турбины до р₂=1,2 МПа, а затем расширяются в газовой турбине до атмосферного давления (р₃=0,1 МПа). Определить потерю располагаемой работы, связанную с дросселированием рабочего тела. Для упрощения расчета продукты сгорания заменить воздухом.

Методические указания.pdf

14.97 Влажный пар с параметрами р₁=1,8 МПа и х₁=0,92 вытекает в среду с давлением р₂=1,2 МПа; площадь выходного сечения сопла f=20 мм².

Определить теоретическую скорость при адиабатном истечении пара и его секундный расход.

Ответ: ω=380 м/c, М=0,05 кг/c.

h-s — диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче

14.98 Воздух при давлении р₁=1 МПа и температуре t₁=300 ºC  вытекает из расширяющегося сопла в среду с давлением р₂=0,1 МПа. Расход воздуха      М=4 кг/c.

Определить размеры сопла. Угол конусности расширяющейся части сопла принять равным 10º. Расширение воздуха в сопле считать адиабатным.

Ответ: d_min=55,4 мм, d=77,0 мм, l=123 мм.

14.99 1 кг воздуха при температуре t₁=200 ºС дросселируется от давления 1,2 МПа до 0,7 МПа.

Определить энтальпию после дросселирования (принимая, что энтальпия его при 0 ºС равна нулю) и изменение энтропии в рассматриваемом процессе.

Ответ: i₂=202,4 кДж/кг, Δs=0,155 кДж/(кг·К).

14.100 Для обдувки поверхностей нагрева паровых котлов пользуются так называемыми обдувочными аппаратами, снабженными соплами, через которые обычно пропускают пар или воздух.

Определить диаметры минимального и выходного сечения сопла для часового расхода 1000 кг сухого насыщенного пара, если начальное давление его р₁=2,1 МПа, а конечное р₂=0,1 МПа. Процесс расширения пара принять адиабатным. Найти также теоретическую скорость истечения пара из сопла.

Ответ: d_min=11,2 мм, d=22,4 мм, ω=1000 м/c.

i-s — диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче