14 Истечение газов и паров
14.61 Влажный пар с начальным давлением р1 и степенью сухости х1 вытекает через суживающееся сопло, имеющее площадь выходного сечения f, в атмосферу с давлением р2.
Определить критическое давление, скорость истечения и секундный расход пара, если скоростной коэффициент сопла равен φω. Скоростью пара на входе в сопло пренебречь.
Данные для решения задачи выбрать из таблицы 4.
Таблица 4
| Вариант | р1, МПа | х1 | р2, МПа | f, мм2 | φω |
| 7 | 1,9 | 0,84 | 0,17 | 46 | 0,92 |
i-s — диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче
14.62 В дроссельном клапане парового двигателя водяной пар с начальными параметрами р1 и t1 дросселируется до давления 1 МПа, а затем адиабатно расширяется в цилиндре двигателя до давления 0,1 МПа. Определить потерю располагаемой работы пара вследствие дросселирования. Решение задачи проиллюстрировать в is — диаграмме.
| Номер варианта | р1, МПа | t1, ºС |
| 0 | 5 | 300 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
ВУЗ: МИИТ
Все задачи из: Драбкина Е.В. Основы теплотехники МИИТ 2012
14.63 (Вариант 85) Определение скорости истечения водяного пара из сопловых устройств
Определить теоретическую скорость истечения водяного пара из суживающегося сопла и из сопла Лаваля. Начальные давления и температура пара: р1 и t1 (табл. 10). Давление среды, в которую происходит истечение пара, p2 (табл. 11).
Таблица 10
| Давление р1, МПа | Температура t1, ºС |
| 5 | 400 |
Таблица 11
| Давление p2, МПа |
| 0,04 |
К расчету приложить изображение адиабатных процессов истечения пара из сопловых устройств в диаграмме i-s.
Дать эскизы профилей суживающегося сопла и сопла Лаваля.
Ответить в письменно на следующие вопросы:
1 При каких условиях возникает критическая скорость истечения газа (пара)?
2 Дать характеристику скорости истечения газа (пара) из суживающегося сопла при р2>р2кр.
3 Дать характеристику скорости истечения газа (пара) из суживающегося сопла при р2≤р2кр.
4 Дать характеристику скорости истечения газа (пара) из сопла Лаваля при р2<р2кр.
i-s — диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче
14.64 Воздух при давлении р1=1 бар и температуре t1=15 ºC вытекает из резервуара. Найти значение р2, при котором теоретическая скорость адиабатного истечения будет равна критической, и величину этой скорости.
14.65 В резервуаре, заполненном кислородом, поддерживают давление р1=50 бар. Газ вытекает через суживающее сопло в среду с давлением р2=40 бар. Начальная температура кислорода 100 ºС. Определить теоретическую скорость истечения и расход, если площадь выходного сечения сопла F=20 мм². Найти также теоретическую скорость истечения кислорода и его расход, если истечение будет происходить в атмосферу. В обоих случаях считать истечение адиабатным. Барометрическое давление принять равным 1 бар.
14.66 Водяной пар с начальными параметрами от р1=30 бар и t1=500ºC вытекает из сопла Лаваля в среду с давлением 0,06 бар. Площадь минимального сечения fмин=132,5 мм². Определить критическое отношение давлений, состояние и параметры пара и скорость истечения в минимальном и выходном сечениях, а также площадь выходного сечения. Скорость пара перед соплом равна нулю. Истечение считать адиабатным. Представить процесс истечения в is-диаграмме.
14.67 Кислород с начальными параметрами р1=10 бар и t1=300ºC вытекает из сопла Лаваля в среду с давлением р2=1 бар. Расход кислорода составляет М=4 кг/сек. Определить состояние и параметры пара, а также скорость истечения в минимальном и выходном сечениях и площади этих сечений. Скорость газа перед соплом равна нулю. Истечение считать адиабатным.
14.68 Пусковой воздух для двигателя Дизеля находится в баллоне под давлением р1=50 бар и t1=20 ºC. При подаче воздуха в цилиндры двигателя он дросселируется в вентиле баллона до р2=25 бар и пусковом клапане двигателя до р3=16 бар. Определить параметры воздуха после первого и второго дросселирования, а также изменения энтропии, считая воздух идеальным газом. Теплоемкость принимать постоянной.
14.69 В баллоне находится 6 кг азота под давлением р1=200 бар и t1=15 ºC. При выпуске из баллона азота он дросселируется до давления 150 бар. Определить параметры азота после дросселирования, а также изменение энтропии в процессе дросселирования, считая азот идеальным газом. Теплоемкость принимать постоянной.
14.70 Определить, до какого давления нужно дросселировать пар с начальными параметрами р1=10 бар и х1=0,95, чтобы он стал сухим насыщенным. Определить параметры пара до и после дросселирования, а также изменения внутренней энергии и энтропии в процессе дросселирования. Представить условный процесс дросселирования в is-диаграмме.
