Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


ИСТЕЧЕНИЕ ГАЗОВ И ПАРОВ. ДРОССЕЛИРОВАНИЕ




 

Условие задачи: Водяной пар давлением 20 бар с температурой 400C при истечении из сопла расширяется по адиабате до давления 2 бар. Определить площадь минимального и выходного сечения сопла, а также скорости истечения в этих соплах, если расход пара 4 кг/с. Процесс расширения пара в сопле принять адиабатным.

 

1. Найдем площадь минимального сечения сопла по формуле:

Fmin = Gmax*vкркр;

Удельный объем водяного пара в минимальном сечении vкр находим из соотношения параметров адиабатного процесса:

= ;

Найдем v1, предварительно переведя основные параметры:

R – газовая постоянная для водяного пара 481,6 Дж/кг;

Т – переведем в Кельвины: 400+273 = 673К;

P – переведем в Паскали: 20 бар = 20*105Па.

v1 = R*T1/P1 = 481,6 * 673/(20*105) = 0,16 м3;

Теперь найдем соотношение β = P2/P1:

β = 2/20 = 0,1 < 0,546 (βкр для водяного пара = 0,546), следовательно, теоретическая скорость истечения газа будет равна критической ωкр.

βкр = Pкр/P1

Pкр = 0,546*P1 = 0.546 * 20 *105 = 10,92 бар.

vкр = v1 * = 0,16* = 0,246 м3;

Найдем теоретическую скорость истечения газа из сопла минимального сечения по следующей формуле:

ωкр = = = 614,9 м/с.

Найдем площадь минимального сечения сопла



Fmin = 4*0,246/615 = 0,0016 м2 = 16 см2;

 

2. Определим площадь выходного сечения по формуле:

Fmax = G*v2/ω;

v2 = v1 * ;

v2 = 0,16* = 0,83 м3;

Определим скорость истечения водяного пара из выходного сопла по формуле:

ω= = = = 1040 м/с;

 

Найдем Fmax:

Fmax = 4*0,83/1040 = 0,0032 м2 = 32 см2.

 

Ответ:площадь минимального сечения сопла Fmin = 16 см2, площадь выходного сечения сопла Fmax =32 см2, скорость истечения в Fmin ωкр =614,9 м/с, скорость истечения в Fmax ω=1040 м/с.

 

 

ПАРЫ ВОДЯНОЙ ПАР

Условие задачи: В сосуде шарообразной формы находится в верхней поло-

вине сухой насыщенный пар, в нижней - вода в состоянии насыщения.

Во сколько раз вес воды больше веса пара, если внутренний диаметр

сосуда 1 м и давление внутри него 20 ат?

 

Переведем давление в Паскали: 20 ат = 20*105 Па.

Отношение массы воды к массе пара выглядит следующим образом:

= ;

Учитывая, что пар и вода занимают каждый по половине объема сосуда, то объем можно сократить в верхней и нижней части формулы, остается:

= ;

Плотность сухой насыщенный пар и вода в состоянии насыщения можно определить по таблицам для водяного пара и воды, зная их давление - 2000 кПа.(приложение Б)

Плотность сухого насыщенного пара будет равна обратному удельному объему v″:

ρпара = 1/ v″ = 1/0,09953 = 10 кг/м3;

Плотность воды в состоянии насыщения будет равна обратному удельному объему v′:

ρводы = 1/ v′ = 1/0,0011766 = 850 кг/м3;

= = 85 раз.

 

Ответ: в 85 раз.

 

 

ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ

Условие задачи: Температура влажного воздуха t = 25°С, а температура

точки росы tр= 20°С. Определить относительную влажность воздуха,

энтальпию, абсолютную влажность воздуха, влагосодержание, парциальное давление водяного пара. При решении задачи использовать hd-диаграмму.

 

Используя hd-диаграмму,( приложение В) находим:

относительную влажность воздуха φ= 75%;

энтальпию h = 62 кДж/кг;

влагосодержание d= 14,5 г/кг;

парциальное давление водяного пара P = 2,25 к Па = 2,25*1000/133 = 17 мм рт.ст.

абсолютную влажность воздуха определим следующим образом:

Абсолютная влажность- количество водяного пара в 1м3влажного воздуха, численно равное плотности пара (ρп) при его парциальном давлении (Рп).

По таблицам определим удельный объем водяного пара при давлении Рп = 2,25 кПа (приложение Д)

 

v″ = 56,926 м3/кг;

ρп = 1/56,926 = 0,01756 кг/м3 = 17,56 г/м3.

 

 

Ответ:φ= 75%; h = 62 кДж/кг; 14,5 г/кг; P =17 мм рт.ст., ρп =17,56 г/м3.

 

 

 

Приложение А

 

Физические постоянные некоторых газов

 

Газ Химиче­ская формула Относитель­ная молеку­лярная масса, кг/кмоль Газовая по­стоянная, Дж/кг Плотность газа при н . у ., кг /м з
Кислород О2 259,8 1,429
Водород Н2 4124,3 0,090
Азот N2 296,8 1,250
Оксид углерода СО 296,8 1,250
Воздух 28,96 1,293
Углекислый газ   1,977
Водяной пар Н2О 481,6 0,804
Гелий Не 2077,2 0,178
Аргон Аг 208,2 1,784
Аммиак N Нз 488,2 0,771
Ацитилен С2Н2 1,171
Бензол СбНб 78,1 -
Бутан С4Н10 58,1 2,673
Оксид азота NO2 -
Оксид серы SO2 64,1 2,93
Метан СН4 0,72
Пропан СзНв 44,1 2,02
Пропилен СзНб 42,1 1,91
Сероводород H2S 34,1 1,54
Хлор   70,9 3,22
Этилен С2Н4 28,1 1,26
Этан С2Н6 30,1 1,36

 

Приложение Б

 

Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Читайте также:
Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация...
Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной...
Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1484)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.029 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7