Меню

1 кг водяного пара с начальным давлением и температурой

Расчет процессов водяного пара

Расчет процессов водяного пара заключается в определении всех параметров начального и конечного состояния, теплоты и работы процесса.

Параметры начального и конечного состояний определяются с помощью диаграмм или по таблицам. Способ расчета с помощью таблиц более точен и не имеет ограничений. Способ с использованием h,s -диаграммы более прост, нагляден, но возможен только для влажного насыщенного пара с х > 0,6, сухого насыщенного пара и перегретого пара.

Изменение внутренней энергии для процесса определяется по уравнению:

Расчетные формулы для теплоты q, работы ℓ приведены в таблице 2.

Процесс Работа изменения объема Теплота
Изохорный ℓ = 0 q = u2 – u1 = (h2 – h1) — v∙( p 2 – p1)
Изобарный ℓ = q – Δu ℓ = p(v2 –v1) q = h2 – h1
Изотермический ℓ = q — Δu q = T∙(s2 – s1)
Адиабатный ℓ = (u2 – u1) q = 0

Задача 3.3.Определить параметры влажного водяного пара при давлении 2,0 МПа и степени сухости 0,9.

Решение. Из таблиц водяного пара находим параметры кипящей воды «′» и сухого насыщенного пара «″» при 2,0 МПа:

р tн v′ v″ h′ h″ r s′ s″
МПа ºC м 3 /кг м 3 /кг кДж/кг кДж/кг кДж/кг кДж/ (кг·К) кДж/ (кг·К)
2,0 212,37 0,00118 0,0995 908,6 2797,4 1888,8 2,4468 6,3373

По этим данным определятся параметры пара:

v = v˝·x + v΄·(1–x) = 0,0995·0,9 + 0,00118·0,1 = 0,098 м 3 /кг,

h = h΄+ r·x = 908,6 + 1888,8·0,9 = 2608,52 кДж/кг.

s = s΄+ (r·x)/TS = 2,4468 + (1888,8·0,9)/485,52 = 5,95 кДж/(кг·К)

Можно определить параметры пара по по h,s – диаграмме:

Задача 3.4. 1кг водяного пара, начальное состояние которого задано параметрами р1=50 бар (5·10 3 кПа), t1=400 ºC, расширяется адиабатно до давления р2=0,5 бар (50 кПа).

Построить процесс в h,s; р,v; и Т,s – диаграммах.

Дата добавления: 2014-01-15 ; Просмотров: 2683 ; Нарушение авторских прав?

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

Источник

13 Водяной пар

13.11 (Вариант 79) Водяной пар массой 1 кг с начальным давлением р1 и степенью сухости х1 изотермически расширяется; при этом к нему подводится теплота q. Определить, пользуясь i,s — диаграммой, параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Решить также задачу, если расширение происходит изобарно. Изобразить процессы в p,υ- и T,s — диаграммах. Исходные данные, необходимые для решения задачи, взять из табл.4.

Таблица 4

q, кДж/кг р1, МПа x1
460 3 0,97

Варианты задачи: 42, 55, 74, 76, 81, 09, 34, 25, 97, 92, 37, 50.

13.12 Определить состояние водяного пара, если давление его р=2,2 МПа, а температура t=240 ºC.

Читайте также:  Лучший прибор для измерения давления рейтинг

Ответ: Пар перегрет.

13.13 (Вариант 00) 1 кг водяного пара с начальным давлением р1 и степенью сухости х1 изотермически расширяется; при этом к нему подводится теплота q. Определить, пользуясь hs — диаграммой, параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии. Решить также задачу, если расширение происходит изобарно. Изобразить процессы в pυ-, Ts- и hs — диаграммах. Исходные данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 27.

Ответить на вопросы: в каком процессе (t=const или p=const) при заданных x1, p1 и q работа будет больше и за счет чего? Упростятся ли расчеты процессов t=const или p=const, если конечная точка попадает в область влажного пара?

Таблица 27

р1, МПа x1 q, кДж/кг
3 0,97 500

h-s — диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче

13.14 Параметры пара перед паровой турбиной р1=90 бар и t1=500 ºC. Давление в конденсаторе р2=0,04 бар.

Определить состояние пара после расширения в турбине, если ее относительный внутренний КПД ηoi=0,84.

Ответ: h1=3384 кДж/кг, h2=2003,6=3384 кДж/кг, h=2224,5 кДж/кг, х2=0,865.

13.15 (Вариант 00) Расчет процесса адиабатического расширения водяного пара

Рабочее тело – водяной пар, имеющий в начальном состоянии давление р1 и температуру t1 (табл. 5). Масса рабочего тела – M (табл. 5). Пар расширяется до давления p2 (табл. 5).

Схематически построить процесс адиабатического расширения водяного пара в диаграмме h-s.

Таблица 5

Показатели Предпоследняя цифра шифра
Температура t1, ºC 530
Давление (абс.) р1, МПа 11
Показатели Последняя цифра шифра
Масса М, кг 25
Давление (абс.) р2, МПа 0,02

1) удельный объем и энтальпию пара в начальном состоянии;

2) температуру, удельный объем, степень сухости и энтальпию пара в конечном состоянии;

3) значения внутренней энергии пара до и после расширения;

4) работу расширения пара в адиабатном процессе.

К решению задачи приложить схему построения процесса в координатах h-s.

Ответить в письменном виде на следующие вопросы:

Каковы особенности адиабатного процесса?

Какой пар называется сухим, влажным, перегретым?

В каком состоянии водяной пар находится в начале процесса?

В какое состояние пар перешел в конце процесса?

Каков физический смысл энтальпии водяного пара в данном, конкретном состоянии?

h-s — диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче

13.16 Состояние 5 кг водяного пара характеризуется следующими параметрами s1=8 кДж/(кг·К), р1=12 ат. Определить внутреннюю энергию, объем, энтальпию пара и охарактеризовать его состояние

Читайте также:  Масса кислорода находится при давлении и температуре

Ответ: u1=4882 кДж/кг, υ1=0,054 м³/кг, h1=4947 кДж/кг, пар перегрет.

13.17 Идет процесс адиабатного сжатия сухого насыщенного водяного пара имеющего давление р1=4 ат до конечного давления р2=45 ат. Найти работу, теплоту и изменение внутренней энергии процесса, а также изменение энтропии.

Ответ: l=135808 кДж/кг, Δq=0, Δu1-2=135808 кДж/кг, Δs=0.

13.18 Давление водяного пара р=0,5 МПа при степени сухости х=0,8. Найти ts, hx, sx, υx.

Ответ: ts=151,84 ºС, hx=2327,3 кДж/кг, sx=5,830 кДж/(кг·К), υx=0,2998 м³/кг.

13.19 (Вариант 68) Процесс получения водяного пара в паровом котле происходит при постоянном давлении p=const. Питательная вода поступает в котел при температуре tп.в. Из котла выходит влажный насыщенный пар при давлении р и степени сухости х и поступает в пароперегреватель, где перегревается при p=const до температуры t.

1 Энтальпию питательной воды iп.в, кипящей воды в котле i′, пара на выходе из котла ik и пароперегревателя i.

2 Теплоту, расходуемую на получение влажного насыщенного пара в котле q (кДж/кг) и сообщаемую в пароперегревателе qп (кДж/кг) раздельно, в расчете на 1 кг пара. Изобразить процесс получения пара (от tп.в до t) в pυ и Ts диаграммах с нанесением пограничных кривых (без масштаба); в Ts диаграмме обозначить штриховкой площади, изображающие q и qп.

Величины р (МПа), t (ºC) и x выбрать из табл.6 по последней цифре шифра, а величину tп.в (ºС) — из табл.7 по предпоследней.

Таблица 4

р, МПа t, ºC х tп.в, ºC
8,0 460 0,99 90

Ответ: iп.в=377,1 кДж/кг, iк=2743,7 кДж/кг, i=3082,4 кДж/кг, q=2366,6 кДж/кг, qп=338,7 кДж/кг.

13.20 (Вариант 68) Цех потребляет Q, кДж теплоты в час для производственных нужд. Для теплоснабжения этого цеха подается влажный насыщенный пар при давлении р и степени сухости х.

Определить часовой расход пара G, кг/ч, если возвращающийся обратно конденсат имеет то же давление и температуру tk.

Величины p и tk взять из табл.8 по последней цифре шифра, а величины Q и x — из табл.9 по предпоследней цифре шифра.

Источник

1 кг водяного пара с начальным давлением и температурой

Водяной пар с начальным давлением Р1

Adamano Дата: Среда, 20.11.2013, 19:52 | Сообщение # 1

Задача по теплотехнике с ответами:

Водяной пар с начальным давлением Р1 = 3 МПа и степенью сухости Х1 = 0,95 поступает в пароперегреватель, где его температура повышается на ∆t = 2050C; после перегревателя пар изоэнтропно расширяется в турбине до давления Р2 = 3,5 МПа.

Определить количество теплоты (на 1 кг пара), подведённой к нему в пароперегревателе, работу цикла Ренкина и степень сухости пара Х2 в конце расширения.

Определить также термический КПД цикла. Определить работу цикла и конечную степень сухости, если после пароперегревателя пар дросселируется до давления Р21 = 0,48 МПа.

Задачу решаем при помощи hS- диаграммы.

Начальное состояние – точка 0 – на пересечении изобары Р1 = 3,5 МПа и линии постоянной сухости Х1 = 0,95. В этой точке энтальпия h0 = 2710 кДж/кг, температура t0 = 2340С.

Состояние пара после пароперегревателя – точка 1 – на пересечении линии изобары Р1 = 3,5 МПа и изотермы t = t0 + ∆t = 234+205 = 4390С. В этой точке энтальпия h1 =3320 кДж/кг.

Конечное состояние пара – точка 2 – на пересечении изобары Р2 = 3,5 МПа и линии постоянной энтропии. В этой точке энтальпия h2 =2110 кДж/кг, степень сухости Х2 = 0,82 . По таблицам для насыщенного водяного пара определяем при Р2 = 3,5 кПа h21 =111,86 кДж/кг[1].

Количество теплоты, подведённое к пару в пароперегревателе:

q = h1 – h0 = 3320 – 2710 = 610 кДж/кг.

Работа цикла Ренкина:

l0 = h1 – h2 = 3320 – 2110 = 1210 кДж/кг.

Термический КПД цикла

ηt = (h1 – h2)/(h1 – h21 ) = (3320 – 2710)/(3320 – 111,86) = 0,377.

Пар после пароперегревателя дросселируется до давления Р21 = 0,48 МПа.

Начальное состояние – точка 0 – на пересечении изобары Р1 = 3,5 МПа и линии постоянной сухости Х1 = 0,95. В этой точке энтальпия h0 = 2710 кДж/кг, температура t0 = 2340С

Состояние пара после пароперегревателя – точка 1 – на пересечении линии изобары Р1 = 3,5 МПа и изотермы t = t0 + ∆t = 234+205 = 4390С. В этой точке энтальпия h1 =3320 кДж/кг. Промежуточное
состояние пара – точка 2а – на пересечении линии постоянной энтальпии

h1 =3320 кДж/кг и изобары Р2а = 3,5 МПа.

Конечное состояние пара – точка 2 – на пересечении изобары Р2 = 3,5 МПа и линии постоянной энтропии. В этой точке энтальпия h2 =2355 кДж/кг, степень сухости Х2 = 0,92 .

По таблицам для насыщенного водяного пара определяем при Р2 = 3,5 кПа h21 =111,86 кДж/кг[1].

Количество теплоты, подведённое к пару в пароперегревателе:

q = h1 – h0 = 3320 – 2710 = 610 кДж/кг.

Работа цикла Ренкина:

l0 = h2а – h2 = 3320 – 2355 = 965 кДж/кг.

Термический КПД цикла

ηt = (h2а – h2)/(h1 – h21 ) = (3320 – 2355)/(3320 – 111,86) = 0,30.

Источник

Диагностика и виды давления © 2020
Все права сохранены © 2020. Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению. Обязательно проконсультируйтесь с вашим лечащим врачом. Внимание! Материалы могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет. 18+

Adblock
detector