Файл: Марков, В. С. Сборник задач по технической термодинамике и теплопередаче [учеб. пособие].pdf

167.

Начальное

состояние

пара

определяется

параметрами:

Рі — 17

amu

и

х х= 0,95. Определить параметры

пара

после

подвода

к

нему

126 ккалікг тепла при том же

давлении.

Ответ: t = 39Ѳ?С, ѵ = 0,17 м?\кг,і = 771 ккалікг, и s

699 ккал\кг,

s = 1,71 ккал\(кг-град).

168.

Начальное

состояние

пара

определяется

параметрами:

Рі = 19 ата

и £1=

340°С. Определить, пользуясь

энтропийной

диаграммой,

конечное состояние пара при адиабатном его расши­

рении до рч —0,6 ата. Ответ: U= 87°C, x 2= 0,905, іг = 581 ккал\кг.

169.

Начальное

состояние

пара

определяется

параметрами:

р — \Ъ

ата

и

t =

360°С. Определить, пользуясь

энтропийной

диаграммой, количество тепла, которое должно быть

отведено

от 1 кг пара для перевода его в состояние сухого насыщенного

пара. Ответ: q — 90 ккалікг.

15

ата

и

170.

В начальном состоянии пар имеет давление

температуру 320°С. Пар адиабатно

расширяется,

переходя

во

. влажное состояние

со степенью сухости х 2= 0,92.

Определить

параметры пара

в конечном состоянии и изменение температуры.

Ответ: рг = 0,9~ ата, іг — 600 ккал\кг, s2 =

1,666 ккал\(кг-град),

•и, = 1,8 м*\кг, ?2 = 97°С, М = 223°С.

171. Перегретый

пар нагревается от 250°С до 400°С при

р = 12 ата = const.

Определить изменение

внутренней энергии

процесс. Ответ: Дйі,2 —60,4

ккал\кг,

q\,i = 78

ккал\кг,

l\,%—

— 7200 кгс-м\кг.

/?, = 8

ата и

^ 172. Влажный‘ пар с начальными параметрами

Хі —0,85 перегревается при

постоянном

объеме

до t2 — 300°С.

чество затраченного тепла.

Ответ: р 2= 14

ата, щ = 0,19 м?\кг,

і2 — 727 ккал\кг, s2= 1,666

ккал\(кг-град),

Д£ = 125°С, q1,2 =

= 115 ккал\кг.

имеющего начальные параметры

= 16 ата и = 320°С, ко­

личество тепла, подведенное

к пару, если объем пара

при рас­

ширении

увеличивается

в 1,3

раза. Ответ: /і>2—7130

кгс-м\кг,

Qі,2 — 17,8

ккал/кг.

перегретого

пара при адиабатном

174. Определить работу

расширении, если р {=

15 ати, t, = 340°С

и р2= 3 ати. Ответ:

пара

и

степень

перегрева. Ответ: /2 = 335°С, г>2 = 0,23 мг\кг,

/2 =

746

ккал\кг,

s2 = 1,713 ккал\(кг-град), Д/=148°С.

подвергается мятию. При каком давлении мятый

пар будет сухим

насыщенным? Ответ: при 6,3 ата.

Г л а в а

IX

ИСТЕЧЕНИЕ ГАЗОВ И ПАРОВ

177. Начальное состояние воздуха определяется параметрами

А изб = 49 бар и /, = 27°С. Определить скорость истечения

воз­

духа и его конечную температуру, если

А изб—29,4

бар.

Ответ: w = 283 м\сек, /3 = - 13°С.

178. Кислород под давлением р\ Збс = 55,9 бар и при темпера­

туре 27°С вытекает через круглое отверстие

диаметром 4

мм

из камеры,

в которой поддерживается постоянное давление

Рабе — 1,96бар и температура 370°С. Ответ: «/ = 474 м/сек.

185. Газ

находится в камере при давлении 1,8 ата и темпе­

истечении его через

суживающееся

сопло,

в

атмосферу, если

газовая

постоянная

R = 30 кге-м\(кг-град),

площадь ■минималь­

ного сечения /mi,, =

9

см2 и /г = 1,4 .

Ответ:

w — 534 м\сек,

0 = 0,212 кг\сек.

186.

Воздух вытекает в атмосферу через простое сопло. Опре­

поддерживается давление /?і абс =

19,6 бар и / = 527°С. Ответ:

W= 518 м\сек, Рі абс = 10,3 бар.

187. Определить скорость истечения,

секундный расход

газа

и температуру его U на выходе

из комбинированного сопла,

если

Рі = 45 ата, tx= 2Ö00°C, р2=

1,2

ата,

R = 30 кгс-м\(кг-град),

'/min

= 120 см2 и k = 1,4. Ответ: w = 1730 м/сек, О = 44,3 кг/сек,

U =

533°С.

188. Для сопла Лаваля определить площади минимального

истечения

и

температуру воздуха

на

выходе,

если

при

входе

в сопло

воздух имеет

/;1а0с =

29,4

бар,

/ = 1827°С, при

выходе

Pi абс = 0,98

бар,

a

G=106

кг\сек

и

угол

конусности

о. = 12°.

Ответ:

/ тіп = 410

см2,

/ г=

1530

см2,

/

102

см,

t2=

523°С,

■W= 1620 м\сек.

цилиндрическое

сопло

189. Воздух вытекает через короткое

в атмосферу.

Определить критические

давление

и

температуру

воздуха,

скорость

истечения,

если

р \ — §ата

и

/

=

37°С.

Ответ: ркр = 4,75 ата,

tKp = — 15°С,

z<y=

323 м\сек.

190. Воздух протекает по трубопроводу, в который 'вставлено

простое

сопло.

Перед

соплом

р\

а6с =

25,5

бар,

а

за

соплом

Рг абс= 18,64

бар.

Определить

скорость

истечения

и

размеры

выходного сечения сопла, если

/

=

87°С

и

G = 3

кг\сек.

Ответ: w =

250 м\сек, / т1п =

6,08 см2.

191.

Насыщенный

водяной

пар,, определяемый

параметрами

Рі = 17

amu и зс, =

0,96,

вытекает

через

простое

сопло

в среду,

имеющую давление р2 =

12 ата. Определить-теоретическую ско­

рость истечения,

состояние пара в конце истечения и расход пара,

х 2= 0,93.

192.

Насыщенный пар при р\ — 17 аліи и x t = 0,96 вытекает

через

комбинированное сопло в среду, имеющую р2 = 2 ата.

ское давление и расход пара, если

/,„!„ = 20

мм2.

Ответ: w =

= 860 м\сек, «/кр = 449 м\сек, ркр =

10,5 ата,

G =

190 кг\ч,ас.

I — 12,9

мм.

194.

Водяной пар, параметры которого р х= 16 атаи £, —400°С,

свежего

пара и мятого, если р 2абс = 0,2 ат- и для сопла Лаваля

tfmln = 4

мм. Ответ: G — 85 кг\пас, G' = 59 л:г|ад<:.

Г л а в а X

РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС В КОМПРЕССОРЕ.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ ГАЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ*

198.

Процесс сжатия воздуха в турбокомпрессоре при наличии

тропа 1 — 2'). Определить параметры воздуха

после сжатия, ра­

боту, затрачиваемую на сжатие, изме­

нение энтропии воздуха и адиабатиче­

ский к. п. д. компрессора, если началь­

ное давление воздуха /?, а6с —0,98 бар,

конечное—д 2а6с= 2,45 бар,

произво­

дительность компрессора по всасывае­

мому воздуху 200 м2\час, температура

окружающей среды

17°С,

показатель

„обратимой“ политропы п— 1,6 и Срт—

= 1,01 кдж\(кг-град). Вычисленные

параметры воздуха сравнить с пара­

метрами, получаемыми при адиа­

батическомсжатии

(процесс

1 —2).

Ответ: 7Ѵ2 = 409°К,

Ѵ'г= \\Ъ

м3\яас,

Li _ 2>= 214-ІО5

дж\яас,

As = 82,6

Ѵ2 — 104 мл/яас,

дж\(кг-град), т)аі =

0,962,

Г, =

377°К,

7, _ 2 = 205-ІО5 дж\час.

турбины

199. Воздух

адиабатически расширяется в*соплах

от Р\ изб = 4 ат и £, =

97°С до р2абс = 1 а>п- Вследствие

потерь

*) Расчетные уравнения

к задачам последующих

глав приняты из литера­

турных источников

[1], [2],

[3].

,

энергии

на

трение в турбине протекает необратимый. процесс

расширения

по мнимой

„обратимой“ политропе 1 —2' с показа­

телем

ti — 1,32 (рис.

7). Опреде­

цесс расширения,

потерю

работоспо­

собности воздуха

вследствие потерь

на

трение и

изменение

энтропии,

если

Сот —0,241

ккал\(кг • град).

Ответ:

7V =

233°К,

Т2 = 251°К, /т =

=

14000

кгс-м\кг,

Іг = 12150 кгс-м\кг\

Задачу решить

для:

а) изотермического,

б)

адиабатического и

в) политро'пного

(при

п — 1,2) сжатия (рис.

8).

Построить график