Дубанин В.Ю. Бараков А.В. Кожухов Н.Н. Наумов А.М. Техническая термодинамика ВГТУ
13.157 На выходе из пароперегревателя парового котла пар имеет давление 60 бар и температуру 450°С. Определить состояние и параметры пара перед пароперегревателем, если известно, что в перегревателе каждому килограмму пара сообщается тепло, равное 656 кДж. Давление перед пароперегревателем считать также 60 бар.
Ответ: р1=60 бар, t1=275, 56 ºС, х1=0,913, υ1=0,0297 м³/кг, i1=2646,6 кДж/кг, s1=5,6390 кДж/(кг·К), u1=2451,6 кДж/кг.
13.158 Барабан парового котла заполнен на 2/5 кипящей водой и на 3/5 сухим насыщенным паром. Давление в барабане котла равно 150 бар, объем барабана – 8 м³. Определить энтальпию влажного пара в барабане.
Ответ: ix=1852,1 кДж/кг.
13.159 Определить, какой объем занимает 160 кг влажного водяного пара при давлении 175 бар и сухости 0,8. На сколько больший объем занимали бы 160 кг сухого насыщенного пара?
Ответ: Vx=1,077 м³, ΔV=0,197 м³.
13.160 Определить работу и изменение внутренней энергии при изотермическом расширении 1 кг водяного пара от начального давления 50 бар и степени сухости 0,85, если известно, что в процессе расширения было подведено 632 кДж/кг тепла. В каком состоянии будет пар в конце расширения? Представить процесс в Ts- и is-диаграммах.
Ответ: l=301 кДж/кг, Δu=331 кДж/кг, в конце процесса пар перегрет.
13.161 Определить работу расширения, подведенное тепло и изменение внутренней энергии 1 кг водяного пара, расширяющегося изотермически от начального состояния, характеризуемого давлением 10 бар и степенью сухости 0,9, до конечного давления 2 бар. Представить процесс в Ts- и is-диаграммах.
Ответ: l=357 кДж/кг, q=580 кДж/кг, Δu=223 кДж/кг.
13.162 В паровом котле, имеющем объем 15 м³, содержится 7 т кипящей воды и сухого насыщенного пара при давлении 10 бар. Какое количество тепла необходимо подвести для того, чтобы давление поднялось до 60 бар? Пар из котла не отводится. Процесс изменения состояния пара изобразить в Ts- и is-диаграммах.
Ответ: Q=3,7·106 кДж.
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.
Ответ: β=0,0036, ркр=16,5 бар, υкр=0,1851 м³/кг, sкр=7,2345 кДж/(кг·К), iкр=3261,0 кДж/кг, скр=625 м/c, х2=0,86, i2=2228,9 кДж/кг, с2=1567 м/c, s2=7,2345 кДж/(кг·К), υ2=20,418 м³/кг, f2=5830 мм².
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.
Ответ: β=0,179, ркр=5,6 бар, υкр=0,4027 м³/кг, sкр=7,1239 кДж/(кг·К), iкр=2911,3 кДж/кг, скр=529 м/c, х2=0,96, i2=2585,4 кДж/кг, с2=963 м/c, s2=7,1239 кДж/(кг·К), υ2=1,6269 м³/кг, fмин=0,00305 м², f2=0,00677 м².
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.
Ответ: р2=25 бар, t2=20 ºC, υ2=0,034 м³/кг, р3=16 бар, t3=20 ºC, υ3=0,053 м³/кг, Δs1-2=0,199 кДж/(кг·К), Δs2-3=0,128 кДж/(кг·К).
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.
Ответ: р2=150 бар, t2=15 ºC, V2=0,034 м³, ΔS=0,512 кДж/К.
