14 Истечение газов и паров

14.71 Пусковой воздух для двигателя Дизеля находится в баллоне под давлением р₁=5 МПа и t₁=20 ºC. При подаче воздуха в цилиндр двигателя он дросселируется в вентиле баллона до давления р₂=2,5 МПа и в пусковом клапане двигателя до р₃=1,6 МПа. Определить изменение энтропии воздуха при первом и втором дросселировании, а также удельные объемы его после первого и второго дросселирования. Скоростью воздуха пренебречь.

Методические указания.pdf

14.72 Определить скорость истечения, конечные параметры и массовый расход углекислого газа через суживающееся сопло с диаметром выходного отверстия d₂=8 мм, если начальные параметры его р₁=8 МПа и t₁=30ºС, а давление среды, в которую происходит истечение, р₂=0,1 МПа. Потерями, теплообменом со стенками и начальной скоростью газа пренебречь.

Методические указания.pdf

14.73 Определить скорость истечения перегретого пара через суживающееся сопло, если начальные параметры пара р₁=0,6 МПа и t₁=350 ºС, а давление среды, в которую происходит истечение, р₂=0,4 МПа. Скоростью на входе в сопло, потерями и теплообменом со стенками пренебречь.

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

Методические указания.pdf

14.74 Воздух с начальными параметрами p₁=10 МПа и t₁=600 °С вытекает через сопло Лаваля во внешнюю среду. Давление воздуха в выходном сечении сопла р_г=0,1 МПа, расход воздуха 60 кг/с. Считая воздух идеальным газом с k = 1,4, определить параметры и скорость воздуха в критическом и выходном сечениях сопла. Теплообменом и потерями на трение в сопле пренебречь. Определить длину расширяющейся части сопла Лаваля, считая, что оно имеет коническую форму с углом раствора сопла γ = 12°.

14.75 Определить скорость и степень сухости водяного пара в выходном сечении, а также отношение расходов пара для двух сужающихся сопл: 1) пар на входе в сопло имеет параметры р₁=1 МПа и t₁=200 ºC; 2) пар от состояния с параметрами p₁ и t₁ дросселируется до давления р_1д=0,6 МПа, а затем вытекает через сопло.

Для обоих случаев принять, что давление в среде, куда вытекает пар, равно р_с=0,1 МПа, а β_кр=0,55. Изобразить рассчитываемые процессы в hs-диаграмме.

14.76 Кислород с начальными параметрами p1=6 МПа и t1=300 С вытекает через сопло в среду, давление в которой постоянно и равно 0,42 МПа. Считая кислород идеальным газом с k=1,36, определить: 1) параметры и скорость в выходном сечении сужающегося сопла при скоростном коэффициенте φ=0,95; 2) параметры и скорость в выходном сечении идеального сопла Лаваля при расчетном режиме; 3) расход кислорода при минимальной площади канала F_min=2см².

14.77 Водяной пар течет по соплу Лаваля. Параметры пара во входном сечении сопла р₁=5 МПа, t₁=600 °С. Объемный расход пара на входе в сопло V₁=1,6 м³/c. Давление пара в выходном сечении сопла р₂ =0,2 МПа. Приняв для пара β_кр=0,55, определить его параметры и скорости в выходном и критическом сечениях, площади выходного и критического сечений. Потерями на трение в сужающейся части сопла пренебречь, а для расширяющейся части принять скоростной коэффициент φ = 0,95.

14.78 Воздух с начальными параметрами р₁=0,3 МПа и t₁=40ºС вытекает через сужающееся сопло во внешнюю среду, в которой давление постоянно и равно 0,12 МПа. Считая воздух идеальным газом с k=1,4, определить давление, скорость, температуру и плотность воздуха в выходном сечении сопла, если скоростной коэффициент φ=0,95. Определить также площадь выходного сечения, необходимую для обеспечения расхода воздуха, равного 3 кг/с. Изменится ли расход воздуха, если давление внешней среды снизить до 0,05 МПа?

Методические указания.pdf

14.79 Диоксид углерода с начальными параметрами р₁=0,6 МПа и t₁=500 ºС вытекает через сужающееся сопло в среду, давление в которой постоянно и равно 0,4 МПа. Считая диоксид углерода идеальным газом с k=1,2, определить площадь выходного сечения сопла, а также параметры и скорость газа в этом сечении, если массовый расход газа равен 2 кг/с, а скоростной коэффициент φ=0,94. Изменится ли расход газа, если давление среды понизить до р_с=0,2 МПа?

Методические указания.pdf