Розв'язання
.
Використовуючи is- діаграму визначимо
і1=2780 кДж/кг,
v1=0,2 м3/кг,
i2=3050 кДж/кг,
v2=0,26 м3/кг.
Проводимо розрахунок:
q=3050 - 2780 = 270 кДж/кг,
I=106(0,26 - 0,2) = 60 кДж/кг.
Задача 3
На скільки градусів перегріта водяна пара, якщо при тиску 15 бар її температура 300°С? Визначити кількість теплоти, що потрібна на перегрів 1 кг пари.
Дано: р=15бар=1,510 Па; t =300 °С
Визначити qР
Розв'язання
Перегрів визначається формулою:
∆t=t+tн.
По is-діаграмі визначимо:
tн=(при x=I)= 200°С.
Потім знаходимо
i1=2790 кДж/кг,
i2=3050 кДж/кг,
qР=i2-i1= 3050 - 2790 = 260 кДж/кг.
Задача 4,
Визначити кількість теплоти, яка необхідна для ізотермічного розширення сухої насиченої пари при температурі 200 °С до тиску 0,5 бар.
Дано: х=1; t1 =t2 = 200°С; Т1,2 = 473 К; p2= 0,5 бар =5*10 Па;
Визначити: q.
Розв'язання
3 is- діаграми визначимо параметри точки I:
точки 1: х=1, t1= 200°С, q1= 6,4 кДж/(кг К) ;
точки 2: t2 = 200°С, р2 =0,5 бар, s2= 8,15 кДж/(кг К);
Кількість теплоти при ізотермічному процесів визначаємо як:
q=Т∆s=Т (s2 – s1) = 473 (8,15 - 6,4) = 830 кДж/(кг К).
Задачі для самостійного розв'язування
Задача 1
Перегріта водяна пара масою 5 кг з початковими параметрами Р1=0,1 МПа та t1=150°С стискається по ізотермі і наприкінці процесу має ступінь сухості x2=0,85. Визначити параметри пари в початковій та кшцевій точках процесу, кількість відведеної теплоти, зміну внутршньої енергії та роботу, що витрачається на стискання пари. Зобразити тепловий процес на is-діаграмі.
Задача 2
У пароперегрівачi парового котла пара надходить при тиску P1= 2 МПа та ступені сухості x1= 0,95. 3 пароперегрівача пара надходить на турбіну, де адіабатно розширюється до тиску P2=0,005 МПа -та x2=0,95. Визначити кількість теплоти, що надається парі роботу розширення, технічну роботу та ККД процесу (циклу Ренкина). Зобразити процес на is- діаграмі.
Задача 3
Водяна пара, маючи початкові параметри Р1=5 МПа та ступінь сухості х=0,9 , нагрвається при постійному тиску до температури Ь = 400°С, потім дроселюється до тиску Рз =0,5 МПа. При тиску Рз пар потрапляє в сопло Лаваля, де розширюється до тиску P4=5 кПа. Визначити, використовуючи is-діаграму водяної пари, параметри пари в кожній точці, кількість теплоти, підведеної до пари в процесах 1-2; змінення внутршньої енергії та ентропії, а також кінцеву температуру t3 у процесі дроселювання 2-3 та швидкість пари на виході з сопла Лаваля. Усі процеси показати у is-діаграмі.
Задача 4.
1 кг пари з початковим тиском Р1=3 МПа та ступенем сухості x1=0,95 ізотермічно розширюється. При цьому до нього підводиться теплота q=510 кДж/кг. Визначити, користуючись is-діаграмою, параметри кінцевого стану пари, роботу розширення, зміну внутршньої енергії, ентальпії та ентропії. Вирішити також задачу, якщо розширення відбувається ізобарно. Зобразити процеси у pv-, та is- діаграмах.
Задача 5
Волога насичена водяна пара масою 5 кг з початковим тиском P1=0,7 МПа та ступенем сухості х=0,76 при постійному тиску нагрівається до стану сухої насиченої пари. Визначити параметри стану у початковій та кінцевій точках процесу, а також теплоту, роботу та зміну внутршньої енергїі. Зобразити тепловий процес у Тs- та is-діаграмах.