Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Истечение и дросселирование газов и паров




Читайте также:
  1. Автогазовые выключатели - ­­­Электрическая часть электростанций
  2. Бурение нефтяных и газовых скважин
  3. Вимоги до котелень, що переводяться на газове паливо.
  4. Влияние выхлопных газов на организм человека
  5. Водная среда. Плотность воды. Световой режим. Солевой режим. Газовый режим. рН
  6. Выбор газового котла.
  7. Вычисляем объем газовой залежи, ограниченной ГВК.
  8. Газовая защита трансформаторов.
  9. Газовые пистолеты и револьверы
  10. Газовые постоянные компонентов и смеси
  11. Газовые смеси
  12. Газовый ацидоз.

З-8.6

З-8.5

З-8.4

З-8.3

З-8.2

З-8.1

Задачи

Решение.

П-8.2

Найти массу, внутреннюю энергию, энтальпию и энтропию 6 м3 насыщенного водяного пара при давлении р =1,2 МПа и степени сухости пара х =0,9.

Значения внутренней энергии, энтальпии и энтропии определяем по формулам из таблицы 5 для насыщенного водяного пара, принимая необходимые для них исходные данные по приложению А

Удельный объем влажного пара

м3/кг.

Масса пара

кг.

Энтальпия пара

кДж.

Внутренняя энергия пара

кЖд.

Энтропия пара

кДж/К.

 

В барабане котельного агрегата находится кипящая вода и над ней водяной пар под давлением р =9 МПа. Масса воды М =5000 кг. Объем барабана V =8 м3.

Какова масса пара, находящегося над зеркалом испарения, если пар считать сухим насыщенным?

Ответ:МП =45 кг.

 

В трубе течет водяной пар при давлении р =2 МПа и степени сухости х =0,96 со скоростью w =40 м/с. Расход пара m =5000 кг/ч.

Определить внутренний диаметр трубы.

Ответ:d =65 мм.

К питательной воде, вводимой в прямоточный паровой котел при р =24 МПа и t =350 ºС в количестве D =900·103 кг/ч, от топочных газов подводится Q = 1600 ГДж/ч теплоты.

Определить температуру пара на выходе из парового котла, его энтальпию и внутреннюю энергию. Падением давления при протекании воды и пара по трубам пренебречь.

Представить процесс в Т-s и i-s диаграммах.

Ответ:t2 = 570 ºС, i2 = 3403 кДж/кг, u2 = 3069 кДж/кг.

 

Водяной пар массой 1 кг сжимается изотермически. При этом состояние пара меняется так, что начальные его параметры р1 = 3,0 МПа и t1 = 360 ºС, а конечные соответствуют состоянию кипящей жидкости.

Определить параметры в конце процесса и количество отведенной теплоты.

Ответ:р2=18,67 МПа, v”2=0,001894 м3/кг, i”2=1762 кДж/кг, s”2=3,9162 кДж/(кг·К), q = -1809 кДж/кг.

 

Определить количество теплоты, затрачиваемой на перегрев 1 кг влажного пара при давлении р =10 МПа и степени сухости х =0,98 до температуры t =480 ºС.

Ответ:qП =621,6 кДж/кг.

 

В паровом котле объемом V =15 м3 находятся 4000 кг воды и пара при давлении 4 МПа и температуре насыщения.

Определить массы воды и сухого насыщенного пара, находящегося в котле.

Ответ:МП =206 кг, МВ =3794 кг.

 

 

Истечение газов может происходить через каналы различной формы. Канал, в котором с уменьшением давления скорость газового потока возрастает, называется соплом, канал, в котором скорость газа уменьшается, а давление возрастает, называется диффузором.

При решении задач, связанных с истечением газа, наиболее распространенной является задача, связанная с истечением газа через сопло (насадку) из сосуда неограниченного объема. Процесс истечения газа из сопла теоретически происходит без теплообмена с окружающей средой, т.е. является адиабатным (q=0) и представлен на р-v и i-s диаграмме (рис. 8). Как правило, при решении подобных задач требуется определить скорость истечения и расход газа, проходящего через сопло.



Для этого необходимо знать отношение давлений р21, которое сравнивают с критическим отношением давлений для данного вида газа, определяемым по формуле

, (9.1)

где р1 - давление среды на входе в сопло;

р2 – давление среды на выходе из сопла.

 

Рис. 8

 

В зависимости от формы канала и отношения давлений среды на выходе и на входе в канал скорость газового потока в выходном сечении канала может быть меньше, равной или больше скорости звука.

Критические отношения давлений для разных видов газов при адиабатном истечении показаны в таблице 6.

 

Таблица 6

Критические отношения давлений при истечении из сопла

Газы Показатель адиабаты k Отношение давлений21)кр
Одноатомные 1,67 0,487
Двухатомные 1,4 0,528
Многоатомные 1,3 0,546

 

Таким образом, скорость истечения и расход газа могут определяться для двух случаев, когда 21)>(р21)кр и 21)≤(р21)кр:

а) 21)>(р21)кр.

Теоретическая (дозвуковая) скорость истечения газа из суживающегося сопла

, (9.2)

где v1 – удельный объем газа на входе в сопло, м3/кг;

Т1 – температура газа на входе в сопло, К.

i1 и i2 – соответственно энтальпии газа в начальном и конечном состоянии, Дж/кг.

Расход газа, вытекающего из сопла

, (9.3)

где f – площадь поперечного сечения выходного отверстия сопла, м2.

б) При21) ≤ (р21)кр, давление в среде, куда происходит истечение опускается до критического давления в устье сопла р2кр и, соответственно, скорость и расход достигают своих критических (максимальных) значений.

Критическая скорость истечения газа из суживающегося сопла – это скорость распространения звука, которая устанавливается при данных параметрах среды у выходного сечения

, (9.4)

где iкр – энтальпия при критическом давлении р2кр, Дж/кг.

Скорость распространения звука в идеальном газе

, (9.5)

где Т – температура среды, равная Ткр истечения газа, К.

Скорости wкр и а2 соответственно должны быть равны.

Максимальный расход газа, вытекающего из сопла

, (9.6)

По формулам (9.2 – 9.6) можно определять скорость истечения и расход также для водяного пара, принимая при этом значения показателя адиабаты для перегретого пара k=1,3, для сухого насыщенного k=1,135, для влажного насыщенного k=1,035+0,1х.

Для получения скоростей истечения выше критических применяется не сужающееся, а комбинированное – сужающе-расширяющееся сопло (сопло Лаваля) (рис. 9), параметры которого определяются по данным ниже формулам.

Площадь минимального сечения сопла

, (9.7)

Площадь выходного сечения сопла

, (9.8)

Длина расширяющейся части сопла

, (9.9)

где d2 и dmin – соответственно диаметры выходного и минимального сечения сопла, м;

α – угол конусности расширяющейся части сопла.

 

Рис. 9

 

Работа, совершаемая идеальным газом при адиабатном истечении

, (9.10)

Сравнивая формулы (9.9) и (6.21) можно увидеть, что работа при истечении газа из сопла в k раз больше, чем работа просто адиабатного расширения газа.

Процесс прохождения газа через суженное сечение называется дросселированием. Дросселирование – это необратимый процесс, при котором давление р2 за местом сужения всегда меньше, чем давление передним р1. При этом никакой работы газ не совершает l0=0 и теплообмена с окружающей средой также не происходит, т.е. процесс является адиабатным. Удельный объем при дросселировании всегда возрастает v2>v1, температура идеальных газов не меняется, а температура реальных газов меняется, за исключением случая, когда она равна определенной начальной температуре – температуре инверсии

, (9.11)

где Ткр – критическая температура газа, К.

Энтальпия газа или пара при дросселировании в начальном и конечном состоянии одинакова

i1=i2, (9.12)

Процесс дросселирования изображается на i-s диаграмме горизонтальной прямой по линии i=const (рис. 10).

 

Рис. 10

 





Дата добавления: 2015-05-09; Просмотров: 2721; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2019) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.006 сек.