ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.12.2021
Просмотров: 1641
Скачиваний: 6
шньої енергії та ексергії в процесах, теплоту в ізотермічному процесі, ро-
боту стиску і розширення пари , показник адіабати в першому процесі, те-
плоту пароутворення в кінцевій точці.
Задача 3.2.8.
Пара з параметрами Р
1
= 9 МПа, t
1
= 560
°
С змішується з
парою температура якої 450
°
С, а витрата вдвічі менша, ніж першої. Суміш
дроселюється до трикратного зменшення густини після чого виконує робо-
ту в турбіні до десятикратного зменшення температури. Визначити зміну
внутрішньої енергії та ексергії в процесах, роботу в турбіні, показник адіа-
бати і теплоту пароутворення в кінцевій точці.
Задача 3.2.9.
Від пари з тиском 0,12 МПа і температурою 150
°
С ізо-
термічно відводиться 0,1 кВт
×
год теплоти, після чого вона перегрівається
на 350
°
С. Перегріта пара дроселюється до двократного зменшення густи-
ни, а потім виконує роботу в турбіні, розширюючись до кінцевої темпера-
тури 40
°
С. Визначити зміну внутрішньої енергії та ексергії в процесах, те-
плоту і роботу в другому процесі, роботу в турбіні, теплоту пароутворення
в кінцевій точці.
Задача 3.2.10.
Пара з параметрами
r
1
= 1 кг/м
3
, х
1
= 0,9 стискається
до двократного зменшення об’єму після чого перегрівається за рахунок
підведення 0,25кВт∙год енергії. Перегріта пара змішується з парою, темпе-
ратура якої 400
°
С, а витрата вдвічі більша, ніж першої. Суміш виконує ро-
боту в турбіні, розширюючись до початкової міри сухості. Визначити змі-
ну внутрішньої енергії та ексергії в процесах, теплоту пароутворення в по-
чатковій точці, роботу і теплоємність в процесі перегріву, роботу в турбіні
та показник адіабати.
Задача 3.2.11.
Пара з параметрами Р
1
= 14 МПа, t
1
= 560
°
С дроселю-
ється до трикратного зменшення густини, після чого змішується з парою,
температура якої 350
°
С, а витрата вдвічі менша, ніж першої. Суміш пари
виконує роботу в турбіні до десятикратного зменшення температури. Ви-
значити зміну внутрішньої енергії та ексергії в процесах, роботу в турбіні
та теплоту пароутворення в кінцевій точці. Визначити також як зміниться
робота турбіни, якщо не застосувати процес дроселювання пари.
Задача 3.2.12.
До водяної пари з параметрами: Р
1
= 12 МПа і
r
1
= 33,33 кг/м
3
ізотермічно підводиться 0,065 кВт
×
год енергії, після чого
пара дроселюється до зменшення її температури на 10
°
С. Далі пара змішу-
ється з парою, температура якої 350
°
С, а витрата вдвічі менша, ніж першої.
Суміш виконує роботу в турбіні, розширюючись до кінцевої температури
30
°
С. Визначити зміну внутрішньої енергії та ексергії в процесах, роботу в
ізотермічному процесі, роботу пари в турбіні та теплоту пароутворення в
кінцевій точці.
Задача 3.2.13.
Пара з параметрами:
r
1
= 0,2кг/м
3
і х
1
= 0,9 стискається
в процесі х=const до стократного підведення тиску, після чого перегріва-
ється за рахунок підведення 0,2 кВт∙год енергії. Перегріта пара розширю-
ється в турбіні до початкового тиску. Визначити зміну внутрішньої енергії
та ексергії в процесах, середню теплоємність в першому процесі, роботу в
турбіні, показник адіабати і теплоту пароутворення в кінцевій точці.
Задача 3.2.14.
Пара з параметрами Р
1
= 10 МПа і
r
1
= 28,57кг/м
3
ізо-
термічно стискається за рахунок відведення 0,05 кВт∙год енергії, після чого
дроселюється до п’ятикратного зменшення густини. Здросельована пара
розширюється в турбіні до десятикратного зменшення температури. Ви-
значити зміну внутрішньої енергії та ексергії в процесах, роботу в пер-
шо∙му і третьому процесах, показник адіабати і теплоту пароутворення па-
ри за турбіною.
Задача 3.2.15.
Пара з параметрами: Р
1
=3 МПа і
r
1
= 8,333 кг/м
3
змі-
шується з парою, температура якої 350
°
С, а витрата втричі менша, ніж пер-
шої. Після цього тиск суміші підвищується за рахунок ізотермічного відве-
дення 0,025 кВт∙год енергії. Далі пара виконує роботу в турбіні до десяти-
кратного зменшення температури. Визначити зміну внутрішньої енергії та
ексергії в процесах, роботу в ізотермічному і адіабатному процесах, показ-
ник адіабати і теплоту пароутворення в кінцевій точці.
Задача 3.2.16.
Пара з параметрами: Р
1
= 5 МПа і х
1
= 0,91 перегріва-
ється на 250
°
С, після чого дроселюється до двократного збільшення
об’єму. Далі пара розширюється в турбіні до кінцевого значення густини
0,1 кг/м
3
. Визначити зміну внутрішньої енергії та ексергії в процесах, сере-
дню теплоємність і роботу пари в першому процесі, роботу пари в турбіні,
показник адіабати і теплоту пароутворення в кінцевій точці.
Задача 3.2.17.
Від водяної пари з параметрами: Р
1
= 1,6 МПа і
t = 500
°
С ізотермічно відводиться 0,05 кВт
×
год енергії після чого вона дро-
селюється до чотирикратного зменшення густини. Здросельована пара ви-
конує роботу в турбіні до десятикратного зменшення температури. Визна-
чити зміну внутрішньої енергії та ексергії в процесах, показник адіабати,
роботу пари в турбіні та теплоту пароутворення в кінцевій точці.
Задача 3.2.18.
Пара з параметрами: Р
1
= 0,3 МПа і
r
1
= 8,333 кг/м
3
змішується з парою, температура якої 300
°
С, а витрата втричі менша, ніж
першої. Суміш дроселюється до зменшення температури на 10
°
С після чо-
го виконує роботу в турбіні, розширюючись до температури 30
°
С. Визна-
чити зміну внутрішньої енергії та ексергії в процесах, роботу пари в турбі-
ні, теплоту пароутворення в кінцевій точці. Визначити також як зміниться
робота в турбіні якщо не застосовувати процес дроселювання.
Задача 3.2.19.
Пара з параметрами: Р
1
= 3,5 МПа і х
1
= 0,85 розши-
рюється в процесі х=const до двократного зменшення густини після чого
перегрівається на 240
°
С. Перегріта пара змішується з парою, температура
якої 600
°
С, а витрата втричі менша, ніж першої. Суміш пари розширюється
в турбіні до початкової міри сухості. Визначити зміну внутрішньої енергії
та ексергії в процесах, теплоту пароутворення в початковій точці, роботу
пари в турбіні та показник адіабати.
Задача 3.2.20.
Водяна пара з параметрами: Р
1
= 6 МПа і t
1
= 600
°
С
змішується з парою, температура якої 300
°
С, а витрата втричі менша, ніж
першої. Суміш пари дроселюється до двократного зменшення густини піс-
ля чого розширюється в турбіні до дванадцятикратного зменшення темпе-
ратури. Визначити зміну внутрішньої енергії та ексергії в процесах, роботу
пари в турбіні, теплоту пароутворення в кінцевій точці. Визначити також
як зміниться робота в турбіні якщо виключити процес дроселювання.
Задача 3.2.21.
Суха насичена пара з густиною 40 кг/м
3
дроселюється,
внаслідок чого її температура зменшується на 70
°
С. Здросельована пара
перегрівається на 230
°
С після чого розширюється в турбіні до
п’ятнадцятикратного зменшення температури. Визначити теплоту паро-
утворення здросельованої пари, роботу і теплоємність в процесі перегріву
пари, зміну внутрішньої енергії та ексергії в процесах, роботу пари в тур-
біні та показник адіабати.
Задача 3.2.22.
Пара з параметрами: t
1
= 550
°
С і
r
1
= 25 кг/м
3
дросе-
люється до п’ятикратного збільшення об’єму, після чого розширюється в
турбіні до стократного зменшення густини. Далі пара стискається до деся-
тикратного збільшення тиску в процесі х = const. Визначити теплоту паро-
утворення в кінцевій точці, зміну внутрішньої енергії та ексергії в проце-
сах, роботу в турбіні та показник адіабати.
Задача 3.2.23
. Пара з параметрами: t
1
= 540
°
С і
r
1
= 28,57 кг/м
3
змі-
шується з парою, температура якої 300
°
С, а витрата в п’ять разів менше,
ніж першої. Суміш пари дроселюється до трикратного зменшення густини,
після чого розширюється в турбіні до температури 40
°
С. Визначити зміни
внутрішньої енергії та ексергії в процесах, роботу пари в турбіні, показник
адіабати і теплоту пароутворення в кінцевій точці.
Задача 3.2.24.
Суха насичена пара з температурою 290
°
С перегріва-
ється до двократного зменшення густини, після чого дроселюється до зме-
ншення температури на 10
°
С. Здросельована пара розширюється в турбіні
до десятикратного зменшення температури. Визначити теплоту, яка витра-
чена на перегрівання пари та середню теплоту процесу, зміну внутрішньої
енергії та ексергії в процесах, роботу в турбіні та теплоту пароутворення в
кінцевій точці.
Задача 3.2.25.
Пара з параметрами: Р
1
= 10 МПа і
r
1
= 28,57 кг/м
3
змішується з парою, температура якої 300
°
С, а витрата в п’ять разів біль-
ша, ніж першої. Суміш пари ізотермічно розширюється за рахунок підве-
дення 0,045 кВт
×
год енергії. Далі пара виконує роботу в турбіні до тридця-
тикратного зменшення тиску. Визначити зміну внутрішньої енергії та ек-
сергії в процесах, роботу в ізотермічному процесі, показник адіабати і ро-
боту пари в турбіні, теплоту пароутворення в кінцевій точці.
4 ТЕРМОДИНАМІЧНІ ПРОЦЕСИ З ВОЛОГИМ ПОВІТРЯМ
4.1 Приклади розв’язання задач
Задача 4.1.1.
Вологе повітря з температурою 50
°
С і тиском 1 бар має
температуру точки роси 40
°
С. Визначити відносну і абсолютну вологість
повітря, його вологовміст, газову сталу, уявну молекулярну масу, густину,
ентальпію вологого повітря.
Розв’язування
Із таблиць додатка Д визначаємо тиски насичення для температур 40
і 50
°
С, які дорівнюють: Р
R
= 7,375 кПа і Р
n
= 12,335 кПа.
Відносна вологість повітря, %
j
= (Р
R
/P
n
)100 = (7,375/12,335)100 = 59,7.
Абсолютна вологість повітря, кг/м
3
r
= Р
R
/( R
п
×
Т
вп
) = 7,375/(0,462
×
323) = 0,0494,
де R
п
= 8,314/
m
п
= 8,314/18 = 0,462 кДж/(кг
×
К) – газова стала пари.
Вологовміст повітря, кг/кг
d = 0,622
×
Р
R
/(Р- Р
R
) = 0,622
×
7,375/(100-7,375) = 0,0495.
Газова стала вологого повітря, кДж/(кг
×
К)
R
вп
= (R
сп
+ R
п
×
d)/(1+d) = (0,287+0,462
×
0,0495)/(1+0,0495) = 0,2951.
Уявна молекулярна маса вологого повітря, кг/кМоль
m
вп
= 8,314/R
вп
= 8,314/0,295 = 28,16.
Густина сухого повітря, кг/м
3
r
сп
= Р/(R
сп
×
Т
пв
) = 100/(0,287
×
323) = =1,078.
Густина вологого повітря, кг/м
3
r
вп
=
r
сп
(1+d)/(1+1,61
×
d) = 1,078(1+0,0495)/(1+1,61
×
0,0495) = 1,0478.
Ентальпія вологого повітря, кДж/кг
h
вп
= Ср
пв
×
t
пв
+ (r + Cp
п
×
t
п
)
×
d = 1
×
50+(2500+1,96
×
50)
×
0,0495 = 178,6.
Розв'язуємо задачу за допомогою h-d діаграми вологого повітря
(рис.4.1) Точку роси R визначаємо на перетині ізотерми 40
°
С з кривою на-
сичення (
j
=10%). Точку 1 визначаємо на перетині ізотерми t
вп
=50
°
С з лі-
нією d=const. Визначаємо параметри вологого повітря: h = 178 кДж/кг;
1
j
h
вп
t
вп
=50
°
C
t
R
=40
°
C
R
j
=100%
P
P
R
d
d
h
Рисунок 4.1
h
t
4
t
1
t
2
t
3
3
C
4
1
2
R
h
2
h
1
h
3
h
4
j
4
j
1
j
=100%
j
3
d
d
4
d
3
d
c
d
2
=d
3
Рисунок 4.2
d=50г/кг = 0,05 кг/кг;
j
= 60%; P
R
= 7,4 кПа.
Газова стала вологого повітря, кДж/(кг
×
К)
R
вп
= (0,278+0,462
×
0,05)/(1+0,05) = 0,2953.
Уявна молекулярна маса, кг/кмоль
m
вп
= 8,314/0,2953 = 28,15.
Густина вологого повітря, кг/м
3
r
вп
= 1,078
×
(1+0,05)/(1+1,61
×
0,05) = 1,0475.
Задача 4.1.2
Вологе повітря з параметрами: t
1
=55
°
С,
r
1
=1,0496 кг/м
3
і витратою 3429,877 м
3
/год спочатку охолоджується в охолодній камері до
температури 17
°
С, а потім підігрівається в повітропідігрівнику за рахунок
підведення 0,018 кВт
×
год енергії до кожного кілограма повітря. Підігріте
повітря змішується з повітрям, параметри якого складають
j
=10%, t=80
°
С,
а витрата вдвічі менше, ніж першого. Визначити початкові та кінцеві па-
раметри повітря в процесах, тепловологісні відношення, кількість вологи,
що видалена із повітря в охолодній камері.
Розв'язування
Задачу розв'язуємо за допомогою h-d діаграми. Для визначення поча-
ткової точки спочатку обчислюємо вологовміст.
Густина сухого повітря для t
1
= 55
°
С,кг/м
3
r
сп1
= Р/(R
×
Т
1
) = 100/(0,287
×
328) = 1,0623.
Підставимо значення
r
сп1
в формулу для визначення густини волого-
го повітря
r
вп
=
r
сп
×
(1+d
1
)/(1+1,61
×
d
1
), тобто 1,0496 = 1,0623
×
(1+d
1
)/(1+1,61
×
d
1
).