ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.12.2021
Просмотров: 1647
Скачиваний: 6
G
в
= G
c
×
(d
3
– d
c
) = 2,73
×
(0,022 – 0,0173) = 0,0128.
Задача 4.1.6
За умовою задачі 4.1.5. визначити чи можна зволожува-
ти повітря насиченою парою з параметрами Р
1
= 1 бар і х = 0,85, якщо до-
пустима температура повітря не повинна перевищувати 40
°
С, а також ви-
трату пари на зволоження.
Розв'язування
Будуємо на діаграмі h-d точку С за даними: d
с
=0,0173 кг/кг;
h
с
=88,3 кДж/кг (рис.4.6). за допомогою h-s діаграми водяної пари визнача-
ємо ентальпію пари h
п
=2335 кДж/кг.
В процесі зволоження парою повітря підігрівається. Тепловологісне від-
ношення в цьому разі дорівнює
e
=
D
h/
D
d = h
п
.
Приймаємо
D
h = 31,7 кДж/кг. Тоді величина
h
в
= h
с
+
D
h = 88,3 + 31,7 = 120 кДж/кг.
Проводимо на діаграмі ізоентальпу h
в
= 120 кДж/кг. Приріст волого-
вмісту для прийнятої величини
D
h, кг/кг
D
d =
D
h/ h
п
= 31,7/2335 = 0,01357.
Вологовміст в точці А, кг/кг
d
A
= d
c
+
D
d = 0,0173+0,01357 =0,03081= = 31 г/кг.
Точку D визначаємо на перетині ізоентальпи h
в
з лінією d
A
=const.
З'єднуємо точки С і D променем. Цей промінь характеризує кутовий кое-
фіцієнт процесу зволоження повітря парою. Точку 3 визначаємо на пере-
тині лінії
j
3
= 70% з променем. Параметри зволоженого повітря в точці 3:
d
3
=32 г/кг; t
2
=38
°
C; h
2
=122 кДж/кг.
Витрата пари на процес зволоження, кг/с
h
d
d
С
Рисунок 4.6
d
А
d
3
А
С
D
3
t
3
j
3
h
С
h
B
G
п
= G
пв
×
(d
3
–d
c
) =2,73
×
(0,032 – 0,0173)= = 0,04.
Порівнюючи результати, які отримані в задачах 4.1.5 і 4.1.6, неважко
побачити, що зволоження повітря водою більш доцільне, ніж парою, оскі-
льки витрата пари втричі перевищує витрату води.
4.2 Задачі для самостійної роботи
Задача 4.2.1
Вологе повітря з параметрами: t=60
°
С,
j
=10% зволожу-
ється сухою насиченою парою з тиском 1,2 бара, витрата якої дорівнює
108 кг/год. Визначити витрату повітря, його вологовміст, ентальпію, відно-
сну вологість і питомий об'єм, якщо температура зволоженого повітря
складає 65
°
С.
Задача 4.2.2.
Вологе повітря з витратою 7200 м
3
/год і параметрами
t=60
°
С,
j
=20% зволожується водою, температура якої 80
°
С. Визначити пи-
томий об'єм та інші параметри зволоженого повітря, якщо витрата води в
100 разів менша за витрату повітря.
Задача 4.2.3.
До вологого повітря з початковими параметрами
t
0
=10
°
С,
j
о
=60% підводиться 0,0125 кВтгод теплоти після чого воно над-
ходить в теоретичну сушарку, де його відносна вологість збільшується до
90%. Визначити витрату повітря, його густину та інші параметри на виході
з сушарки, якщо витрата вологого і сухого матеріалу в сушарці 720 і
360 кг/год., відповідно.
Задача 4.2.4.
Повітря з параметрами: t=20
°
С,
j
=60% спочатку нагрі-
вається до певної температури, а потім зволожується водою з температу-
рою 45
°
С. Визначити до якої температури треба нагріти повітря за умови,
що параметри зволоженого повітря мають бути: t=50
°
С,
u
= 0,94 м
3
/кг.
Задача 4.2.5.
Від вологого повітря з параметрами: t=50
°
С,
r
=1,024 кг/м
3
відводиться 0,01 кВтгод теплоти після чого воно змішується
з повітрям, параметри якого t
м
=40
°
С,
j
=30%, а витрата втричі більша, ніж
першого. Визначити питомий об'єм та інші параметри суміші, тепловологі-
сні відношення.
Задача 4.2.6
.
Вологе повітря з витратою 5400 м
3
/год і параметрами:
t
1
=25
°
С,
j
=60% змішується з повітрям, масова витрата якого вдвічі менша,
ніж першого, а параметри складають t
2
=50
°
С,
r
2
=1,052 кг/м
3
. Суміш зво-
ложується сухою насиченою парою з тиском 1 бар. Визначити витрату па-
ри і параметри повітря після зволоження, якщо його температура на 3
°
С
вища, ніж температура суміші.
Задача 4.2.7.
Вологе повітря з витратою 7200 м
3
/год зволожується з
водою, температура якої 60
°
С. Визначити витрату води, густину та інші
параметри повітря після зволоження, якщо початкові параметри повітря:
t
1
=75
°
С,
j
1
=20%, а кінцева температура повітря 50
°
С.
Задача 4.2.8.
В теоретичну сушарку надходить повітря з параметра-
ми: t=62
°
С,
u
= 0,972 м
3
/кг. В сушильній камері відносна вологість повітря
зростає на 40%. Після сушильної камери повітря змішується з іншим пові-
трям параметри якого складають: t
с
=50
°
С, t
м
=40
°
С, а витрата вдвічі більше,
ніж першого. Визначити тепловологісне відношення для сушильної каме-
ри, питомий об'єм та інші параметри суміші.
Задача 4.2.9.
Повітря з газовою сталою 0,292 кДж/(кг
×
К) і темпера-
турою 50
°
С зволожується водою, температура якої 70
°
С, в результаті чого
його відносна вологість збільшується вдвічі. Визначити витрату води і па-
раметри повітря після зволоження, якщо витрата повітря складає
1080 м
3
/год.
Задача 4.2.10.
Вологе повітря з параметрами t=40
°
С,
j
=20% зволо-
жується сухою насиченою парою з тиском 0,11 МПа. Визначити витрату
повітря, його питомий об'єм та інші параметри після зволоження, якщо йо-
го температура після зволоження 45
°
С, а витрата пари 0,05 кг/с.
Задача 4.2.11.
Вологе повітря з параметрами: t=40
°
С,
u
= 0,906 м
3
/кг
спочатку охолоджується на 10
°
С, а потім змішується з повітрям, параметри
якого дорівнюють: t=60
°
С, R=0,2937 кДж/(кг
×
К), а витрата втричі більша,
ніж першого. Визначити тепловологісне відношення в процесі охолоджен-
ня, параметри суміші.
Задача 4.2.12.
Повітря з параметрами: t=50
°
С,
r
=1,024 кг/м
3
змішу-
ється з повітрям, параметри якого складають: t
с
=40
°
С, t
м
=30
°
С, а витрата
вдвічі менша, ніж першого. Суміш надходть в повітронагрівник сушильної
установки і підігрівається, а потім спрямовується в сушильну камеру, де
висушує вологий матеріал з витратою 720 кг/год. Визначити витрати обох
потоків повітря, параметри суміші, а також теплову потужність повітрона-
грівника, якщо витрата сухого матеріалу складає 480 кг/год, а параметри
повітря на виході з сушарки дорівнюють:
j
=60%, t
R
=32
°
С.
Задача 4.2.13
До вологого повітря з параметрами t=25
°
С,
r
=1,15947 кг/м
3
підводиться 0,01111 кВт
×
год теплоти, після чого підігріте
повітря зволожується парою, параметри якої: Р=110 кПа, х=0,98. Визначи-
ти тепловологісне відношення в процесі нагрівання повітря, його парамет-
ри за повітронагрівником, параметри повітря після зволоження, витрату
пари, якщо витрата повітря складає 1080 м
3
/год, а температура повітря піс-
ля зволоження збільшується на 3
°
С.
Задача 4.2.14.
Вологе повітря з параметрами: t=35
°
С,
u
=0,8955 м
3
/кг
спочатку охолоджується на 15
°
С, а потім змішується з повітрям, параметри
якого такі: t=70
°
С, t
R
=35
°
С. Визначити тепловологісне відношення в про-
цесах, витрату сконденсованої вологи, параметри суміші, якщо втрата дру-
гого потоку пари складає 540 м
3
/год, а першого вдвічі менша.
Задача 4.2.15.
Вологе повітря з параметрами t = 45
°
С,
R =0,29438 кДж/(кг
×
К), змішується з повітрям, параметри якого такі:
j
=5%, t = 80
°
С, а витрата втричі більша, ніж першого. Суміш зволожується
водою, температура якої 60
°
С, внаслідок чого її відносна вологість збіль-
шується втричі. Визначити параметри суміші, параметри повітря після
зволоження і витрати потоків повітря, якщо витрата води складає
120 кг/год.
Задача 4.2.16.
Вологе повітря з параметрами
j
0
=20%, t=20
°
С підігрі-
вається до певної температури, а потім зволожується парою з параметрами
Р=0,11 МПа, х=0,97, внаслідок чого параметри зволоженого повітря скла-
дають t=40
°
С,
u
= 0,9111 м
3
/кг. Визначити до якої температури належить
нагрівати повітря, тепловологісне відношення в процесі зволоження повіт-
ря, витрату пари, якщо витрата повітря складає 7200 м
3
/год.
Задача 4.2.17.
Вологе повітря з температурою 25
°
С і газовою сталою
R=0,2897 кДж/(кг
×
К) підігрівається внаслідок чого його відносна вологість
зменшується на 45%. Підігріте повітря зволожується водою, температура
якої 65
°
С. Визначити теплоту, яка витрачена на підігрів повітря, параметри
повітря після зволоження, його витрату, якщо витрата води 180 кг/год, а
кінцева відносна вологість 60%.
Задача 4.2.18.
Вологе повітря з параметрами t=50
°
С,
u
= 0,9315 м
3
/кг
змішується з повітрям, параметри якого дорівнюють : t=90
°
С, t
R
=33
°
С, а
витрата якого втричі більша, ніж першого. Суміш надходить в теоретичну
сушарку, де висушує вологий матеріал, витрата якого складає 960 кг/год.
Визначити параметри суміші, витрату висушеного матеріалу, якщо витрата
другого потоку повітря складає 7800 м
3
/год, а відносна вологість на виході
з сушарки – 70%.
Задача 4.2.19.
Вологе повітря з витратою 10800 м
3
/год, газовою ста-
лою 0,2887 кДж/(кг
×
К) і температурою 35
°
С зволожується парою з тиском
1 бар до стану насичення за умови сталої температури. Визначити стан па-
ри, яку було використано для зволоження, її витрату, параметри зволоже-
ного повітря і тепловологісне відношення.
Задача 4.2.20.
Вологе повітря з витратою 10800 м
3
/год і параметра-
ми: t=65
°
С,
u
= 0,97938 м
3
/кг зволожується водою, температура якої 75
°
С,
внаслідок чого його відносна вологість зростає на 60%. Визначити витрату
води, параметри повітря після зволоження, тепловологісне відношення.
Задача 4.2.21.
Від вологого повітря з параметрами: t = 55
°
С,
u
= 0,947 м
3
/кг відводиться 0,02 кВт∙год теплоти, після чого воно змішу-
ється з повітрям, параметри якого дорівнюють: t
R
= 40
°
С; h = 200 кДж/кг, а
витрата вдвічі більша, ніж першого. Визначити параметри суміші, тепло-
волоігісні відношення, витрати потоків повітря, якщо витрата суміші дорі-
внює 10800 м
3
/год.
Задача 4.2.22.
До вологого повітря з параметрами: t = 25
°
С,
r
= 1,165 кг/м
3
підводиться 0,01666 кВт∙год теплоти теплоти. Підігріте по-
вітря надходить в теоретичну сушарку, де висушує вологий матеріал, а йо-
го відносна вологість зростає до 80%. Визначити параметри повітря на ви-
ході з сушарки, тепловологісне відношення, витрату повітря, якщо витрата
вологого і сухого матеріалу складають 1080 і 540 кг/год., відповідно.
Задача 4.2.23
. Вологе повітря з газовою сталою 0,2877 кДж/(кг
×
К)
спочатку нагрівається до певної температури , а потім зволожується во-
дою, температура якої 55
о
С. Визначити до якої температури треба нагріти
повітря для того, щоб кінцеві його параметри після зволоження складали
t = 45
о
С; t
R
=30
o
C.
Задача 4.2.24
. Вологе повітря з температурою 40
о
С і густиною
1,1065 кг/м
3
зволожується парою, тиск якої 0,11 МПа, до стану насичення
за умови сталої температури. Визначити параметри пари, її витрату, тепло-
вологісне відношення, якщо витрата повітря – 1840 м
3
/год.
Задача 4.2.25
. Вологе повітря з параметрами t
с
= 55
о
С, t
м
= 30
о
С зво-
ложується парою з параметрами: Р
о
= 1 бар, х = 0,98. Визначити витрату
пари, параметри повітря і його густину після зволоження, якщо витрата
повітря складає 180 кг/год., а відносна вологість повітря зростає втричі.
5 ТЕРМОДИНАМІЧНІ ПРОЦЕСИ ВИТІКАННЯ ГАЗІВ І ПАРИ
5.1 Приклади розв’язання задач
Задача 5.1.1
. Повітря з параметрами: Р
1
= 10 бар, t
1
= 100
о
C витікає із
звуженого сопла, вихідна площа поперечного перерізу якого складає
50 мм
2
. Визначити теоретичну швидкість витікання і витрату газу, якщо
тиск за соплом дорівнює 0,6 МПа. Визначити також, як зміняться ці вели-
чини, якщо кінцевий тиск газу буде складати 5 бар.
Розв’язування
Перший варіант витікання.
Відношення тисків
b
= Р
2
/ Р
1
= 6/10 = 0,6
> b
кр
= 0,528.
Отже, швидкість витікання менша, ніж критична і визначається за
формулою, м/с
С=
)
1
(
T
R
)
1
k
/(
k
2
k
/
)
1
k
(
1
-
-
×
×
-
b
=
=
)
6
,
0
1
(
373
287
)
1
4
,
1
/(
)
4
,
1
2
(
2
)
4
,
1
/
)
1
4
,
1
(
-
-
×
×
×
-
×
×
= 319.
Питомий об’єм повітря на вході в сопло, м
3
/кг
v
1
= R T
1
/P
1
= 0,287
×
373
/
1000 = 0,107.
Питомий об’єм повітря на виході з сопла, м
3
/кг
v
2
=v
1
/
b
1/k
= 0,107/0,6
1/1,4
= 0,1541.
Масова витрата газу, кг/с
G = f
×
C/v
2
= 50
×
10
-6
×
319/0,154 = 0,1035.
Другий варіант витікання.
Відношення тисків
b
= Р
2
/Р
1
= 5/10 = 0,5
< b
кр
= 0,528.
Для звуженого сопла за умови
b<b
кр
швидкість дорівнює критичній
швидкості і визначається за формулою