Файл: Q в трубе диаметром d 1 150 мм, имеющей плавное сужение до диаметра d 2 75 мм, если показания пьезометров до сужения h 1 90 см в сужении h 2 70 см. Температура воды 260 С. Решение.doc
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 283
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Задача 1.
Определить расход воды Q в трубе диаметром d1 =150 мм, имеющей плавное сужение до диаметра d2= 75 мм, если показания пьезометров: до сужения h1 =90 см; в сужении h2=70 см. Температура воды 260° С.
Решение. Составим уравнение Бернулли для сечений 1—1 м 2—2, принимая за плоскость сравнения ось трубы:
Учитывая, что z1 = z2 = 0,пренебрегая в верном приближении потерями напора, т. е. принимая
, и полагая d1 = d2 = 1, получим:
Из уравнения неразрывности течения имеем:
Поскольку
Находим:
;Обозначим
Тогда уравнение Бернулли запишется в виде:
Откуда
Расход воды в трубе
В действительности расход воды будет меньше вследствие потерь напора, которыми мы пренебрегли. С учетом этих потерь формула для определения расхода запишется в виде
где
— коэффициент, учитывающий уменьшение расхода вследствие потерь напора; в первом приближении принимаем =0,98;
Коэффициент зависит от отношения диаметров d2/d1 и числа Рейнольдса
d2/d1=75/150=0,5;
Скорость в сужении трубы
Кинематическую вязкость воды находим по табл.:
= 1,01*10-6 м2/с.С учетом полученных данных
.
По приложению 4 находим μ=0,98, отсюда Q=0,009 м3/с.
Задача 2.
Свойства водорода:
к= 1,4 (показатель адиабаты, зависит от атомности газов, водород –двухатомный газ)
1) Рассчитывая параметры в характерных точках цикла будем использовать основное уравнение термодинамики:
Точка 1)
Точка 2)
Точка 3)
Точка 4)
2) Рассчитаем показатель политропы n и теплоемкости C, используя уравнение Майера:
Показатель политропы так же рассчитывается по формуле:
3) Произведем расчет теплоты q, изменения внутренней энергии ΔU и энтальпии Δi, механической работы l и располагаемой работы l0, изменения энтропии ΔS в зависимости от свойств протекающего процесса
Цикл 1-2
Поскольку процесс изотермически:
Условие выполняется.
Проверка I-го начала термодинамики:
Условие I-ого начала термодинамики выполняется.
Цикл 2-3
Проверка I-го начала термодинамики:
Условие I-ого начала термодинамики выполняется.
Цикл 3-4
Проверка I-го начала термодинамики:
Условие I-ого начала термодинамики выполняется.
Цикл 4-1
Проверка I-го начала термодинамики:
Условие I-ого начала термодинамики выполняется.
Произведем проверку полученных величин. Поскольку процесс замкнутый то суммы изменения внутренней энергии ΔU, суммы изменении энтальпии Δi и суммы изменении энтропии ΔS должны быть равны нулю.
4) Подведенная теплота процесса вычисляется по формуле:
Отведенная теплота процесса составит:
Полезную работу цикла рассчитаем по формуле:
Произведем проверку полученного значения полезной работы цикла, рассчитав l0 по формуле:
Погрешность составляет менее 0,5%, следовательно, расчеты верны.
КПД термодинамического цикла найдем по формуле:
На основе полученных данных о процессе построим цикл в p-v-координатах:
Задача 3
В стальной транспортировочной ёмкости находится жидкий аммиак при температуре
Температура окружающей среды 
Коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности ёмкости аммиаку - 
, а от окружающей среды наружной поверхности - 
. Для обеспечения безопасности хранения при транспортировке аммиака, тепловой поток к содержимому ёмкости не должен превышать 25 Вт на 1 м2 поверхности. Коэффициент теплопроводности материала изоляции - 