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

Вариант	Степень сухости х	Температура t₁, ºС	Давление p₂, МПа
6	0,85	235	0,003

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

Вариант	Давление р₁, МПа	Расход пара G_m, кг/c
6	4	4,0

14.33 Водяной пар при давлении р₁ и температуре t₁, дросселируется до давления p₂. Определить неизвестные параметры пара h, υ, s в начале и в конце дросселирования и потерю работоспособности D_h=T₀·Δs.

Принять температуру окружающей среды равной t₀. Изобразить процессы на hs — диаграмме.

Данные для расчета приведены в табл. 4

Таблица 4 – Исходные данные

Вариант	t₁, °С	р₁, МПа	р₂, МПа	t₀, °С
00	700	50	0,5	10

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.

Методические указания.pdf

ВУЗ: КНИТУ

Все задачи из: Вафин И.З. Курбангалеев М.С. Мухамадиев А.А. Хайруллин И.Х. Теплотехника. Техническая термодинамика. Теплопередача. Казан. гос. технолог. ун-т Казань 2006

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:

р₁, бар	t₁, ºС	р₂, бар	М, кг/c
9	320	0,1	5,7

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 (Вариант 22) 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

Род газа	р₁, МПа	t₁, ºC	р₂, МПа	f, мм²
H₂	14	40	4,5	14

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.

14.40 Водяной пар течет по соплу Лаваля. Параметры пара во входном сечении сопла р₁ = 10 МПа, t₁ = 650 ºС. Давление пара в выходном сечении сопла р₂ = 0,2 МПа. Приняв для пара β_кр = 0,55, определить параметры пара в критическом и выходном сечениях сопла. Определить также площадь этих сечений, если расход пара равен 30 кг/с. Потерями на трение в сужающейся части сопла пренебречь, а для расширяющейся части сопла принять φ = 0,94.