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 Gm. 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 Gm, 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 Dh=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 |
hs 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.
ВУЗ: КНИТУ
14.34 Водяной пар, имея начальные параметры р1=5 МПа и х1=0,9 нагревается при постоянном давлении до температуры t2, затем дросселируется до давления p3. При давлении p3 пар попадает в сопло Лаваля, где расширяется 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.
Таблица 2 – Исходные данные
| Вариант | t2, ºС | р3, МПа | fмин, см2 |
| 38 | 550 | 1,1 | 40 |
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 В баллоне при постоянном давлении р1=5 МН/м² находится кислород, вытекающий через суживающееся сопло в среду с давлением р2=0,3 МН/м². Найти скорость истечения и секундный расход кислорода, если площадь выходного сечения сопла f=18 мм². Начальная температура кислорода t1=100 ºC.
