14 Истечение газов и паров
14.81 Определить скорость и степень сухости водяного пара в выходном сечении, а также отношение расходов пара для двух сопл Лаваля: 1) пар на входе в сопло имеет параметры р1 = 5 МПа и t1 = 510ºС, а в выходном сечении сопла давление пара р2 = 0,1 МПа; 2) перед поступлением в сопло пар дросселируется от заданного выше состояния (р1 и t1) до давления р1д = 2 МПа, а затем в сопле расширяется до давления р2 = 0,1 МПа.
Принять, что площади выходных сечений обоих сопл одинаковы. Изобразить рассчитываемые процессы в hs-диаграмме.
14.82 Водяной пар вытекает через сужающееся сопло в среду, где давление постоянно и равно рс = 1 МПа. Параметры пара на входе в сопло р1 = 10 МПа и t1 = 400ºС, скоростной коэффициент φ = 0,94. Приняв βкр = 0,55, определить скорость истечения пара из сопла, его параметры в выходном сечении и массовый расход пара при площади выходного сечения F = 200 мм². Какую скорость и температуру имел бы пар в выходном сечении при том же скоростном коэффициенте, если бы истечение происходило через сопло Лаваля, работающее в расчетном режиме?
14.83 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 = 0,3 МПа и t1 = 150ºC; 2) пар от состояния с параметрами р1 и t1 дросселируется до давления р1д = 0,2 МПа, а затем вытекает через сопло.
Для обоих случаев принять, что давление в среде, куда происходит истечение пара, рс = 0,1 МПа, а βкр = 0,55. Изобразить рассчитываемые процессы в hs-диаграмме.
14.84 Определить скорость адиабатного истечения воздуха в атмосферу из резервуара, в котором поддерживается постоянное давление P1=0,15 МПа и температура t1=400ºС, k=1,4.
14.85 Определить основные размеры сопла Лаваля, через которое вытекает воздух в количестве 0,5 кг/с в среду с давлением 0,1 МПа. Начальные параметры газа: абсолютное давление р1 и температура t1. Истечение считать адиабатным. Потерями энергии на трение и скоростью воздуха на входе в сопло пренебречь. Изобразить в масштабе разрез сопла, приняв при этом угол конусности расширяющейся части равным 10º.
Таблица – Числовые данные к задачам контрольной работы №1
| Предпоследняя цифра шифра | р1, МПа | t1, ºС |
| 1 | 0,2 | 200 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: МИИТ
14.86 Давление воздуха при движении его по трубопроводу понижается вследствие местных сопротивлений от р1=0,8 МПа до р2=0,6 МПа. Начальная температура воздуха t1=20 ºС.
Определить изменение температуры и энтропии в рассматриваемом процессе. Какова температура воздуха после дросселирования?
Ответ: Δt=0, Δs=82,6 кДж/(кг·К).
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
14.87 К соплам газовой турбины подводятся продукты сгорания топлива с начальными параметрами р1=1 МПа и t1=600 ºС. Определите площадь выходного сечения каждого из сопл, если расход продуктов сгорания через него М=0,5 кг/c. Потерями на трение, теплообменом со стенками и скоростью на входе в сопло пренебречь. Для упрощения расчетов продукты сгорания топлива заменить воздухом.
14.88 Определить диаметры минимального и выходного сечений сопла Лаваля обдувочного аппарата парового котла с расходом сухого насыщенного пара М=0,3 кг/c, если начальное давление пара р1=2 МПа, а конечное р2=0,1 МПа. Скоростью пара на входе в сопло, потерями и теплообменом со стенками пренебречь.
14.89 Продукты сгорания топлива с параметрами р1=2 МПа и t1=650 ºС проходят через регулирующий клапан, где дросселируются до р2=1,8 МПа, а затем поступают в газовую турбину, где расширяются до атмосферного давления (р3=0,1 МПа). Определить связанную с этим потерю теоретической мощности турбины, если расход рабочего тела М=25 кг/c. Для упрощения расчета продукты сгорания заменить воздухом.
14.90 В клапанах турбины перегретый пар с параметрами р1=6 МПа и t1=400 ºС дросселируется до р2=5 МПа, а затем расширяется в турбине до р3=0,004 МПа. Определить потерю теоретической мощности турбины вследствие дросселирования, если расход пара D=10 кг/c.
i-s — диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче
