14 Истечение газов и паров
14.51 Воздух, имея давление по манометру р1 и температуру t1, вытекает в атмосферу через сопло Лаваля. Массовый расход воздуха G, кг/c. Определить теоретическую скорость истечения и основные размеры сопла (изобразить схему сопла в масштабе). Угол конуса расширяющейся части сопла принять равным 10º. Барометрическое давление В=750 мм рт. ст. Определить также располагаемую мощность струи при истечении. Истечение считать адиабатным, скорость воздуха перед соплом и потери на трение не учитывать.
Таблица 2 – Числовые данные к задачам контрольной работы
| Предпоследняя
цифра шифра |
р1, МПа | t1, ºС | G, кг/c |
| 1 | 0,4 | 127 | 0,4 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: СамГУПС
Все задачи из: Волов В.Т. Термодинамика и теплопередача СамГУПС 2012
14.52 Регулирование парового двигателя производится с помощью дроссельного клапана, снижающего абсолютное давление водяного пара от р1 = 10 МПа до р2. После дросселирования 1 кг пара расширяется в двигателе по адиабате до давления в конденсаторе 5 кПа. Начальная температура пара t1. Определить потерю полезной (располагаемой) работы двигателя в результате дросселирования. Как изменится влажность отработавшего пара? Решение задачи иллюстрировать в is-диаграмме.
Таблица – ЧИСЛОВЫЕ ДАННЫЕ к задачам контрольной работы №1
| Предпоследняя цифра шифра | р2, МПа | t1, ºС |
| 2 | 5,5 | 480 |
is — диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче
ВУЗ: ОмГУПС
Все задачи из: Жданов Н.В. Термодинамика и теплопередача. ОмГУПС Омск 2013
14.53 Перегретый пар с абсолютным давлением р1 и температурой t1 истекает через сопло в среду с давлением р2. Определить требуемую форму (тип) сопла, теоретическую скорость истечения, а также секундный массовый расход пара через сопло, если диаметр сечения, определяющего расход, d = 10 мм.
Таблица – ЧИСЛОВЫЕ ДАННЫЕ к задачам контрольной работы №1
| Предпоследняя цифра шифра | р1, МПа | t1, ºС | р2, МПа |
| 0 | 8 | 400 | 1,5 |
is — диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче
ВУЗ: ОмГУПС
Все задачи из: Жданов Н.В. Термодинамика и теплопередача. ОмГУПС Омск 2013
14.54 Воздух из резервуара с постоянным давлением р1=1 МПа и температурой t1=15 ºC вытекает в атмосферу через трубку с внутренним диаметром 10 мм. Найти скорость истечения воздуха и его секундный массовый расход. Атмосферное давление принять равным 0,1 МПа. Процесс расширения считать адиабатным.
14.55 К соплу парциальной газовой турбины подводятся продукты сгорания топлива с начальными параметрами р1 = 1,3 МПа и t1 = 550 ºС. В сопле давление понижается до р2 = 0,2 МПа. Считая продукты сгорания идеальным газом с R = 280 Дж/(кг·К) и k = 1,33, определить: 1) какой тип сопла применен в турбине; 2) параметры и скорость газа в выходном сечении сопла; 3) расход газа, если минимальный диаметр сопла dmin = 10 мм. Потерями на трение пренебречь.
14.56 Влажный насыщенный водяной пар с давлением р и степенью сухости х дросселируется до давления р2. Определить состояние пара и его параметры после дросселирования, а также изменение энтропии в процессе. Изобразите условный процесс в is-диаграмме.
Таблица – ЧИСЛОВЫЕ ДАННЫЕ к задачам контрольной работы №1
| Предпоследняя цифра шифра | р1, МПа | х | р2, МПа |
| 2 | 4,5 | 0,96 | 0,18 |
is — диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче
ВУЗ: ОмГУПС
Все задачи из: Жданов Н.В. Термодинамика и теплопередача. ОмГУПС Омск 2013
14.57 Водород с начальными параметрами р1 = 6 МПа и t1 = 300 ºС вытекает через сопло во внешнюю среду, давление в которой постоянно и равно 0,42 МПа. Считая водород идеальным газом с k = 1,4, определить: 1) параметры и скорость в выходном сечении идеального сужающегося сопла; 2) параметры и скорость в выходном сечении сопла Лаваля при расчетном режиме (φ = 0,96); 3) площадь минимального сечения сопла Лаваля при расходе 3 кг/с.
14.58 Газ в сосуде неограниченного объема имеет постоянные параметры: давление р1 и температуру t1. Определить скорость адиабатного истечения и расход, критическую скорость истечения и максимальный расход для простого суживающего сопла, если давление за сужением р2. Объяснить полученные результаты. Данные для расчета приведены в табл. Принять площадь сечения устья f=0,001 м².
Таблица 4
| Вариант | Газ | р1, МПа | t1, ºC | р2, МПа |
| 6 | Н2 | 2,2 | 280 | 0,4 |
14.59 Влажный пар с начальными параметрами р1=1,6 МПа и х1=0,98 вытекает через суживающееся сопло с площадью выходного сечения f=40 мм² в атмосферу (р2=0,1 МПа). Определить секундный расход пара, если скоростной коэффициент сопла φ=0,92. Скоростью пара на входе в сопло пренебречь.
h-s — диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче
14.60 Азот с начальными параметрами р1 = 0,4 МПа и t1 = 600 ºС вытекает через сужающееся сопло в среду, давление в которой постоянно и равно 0,1 МПа. Считая азот идеальным газом с k = 1,4, определить значения р2, ω2, t2, ρ2 и массовый расход азота через сопло, если площадь выходного сечения сопла F2 = 6 см², а скоростной коэффициент φ = 0,92. Изменятся ли параметры азота в выходном сечении, если давление среды увеличится до 0,28 МПа?
