Задачі для самостійного вирішення
Задача 3.1. Визначити стан і калоричні параметри водяної пари при тиску і температурі . Числові значення і прийняти за таблицею 3.1 відповідно до номеру варіанту.
Приклад
вирішення задачі при
і
.
При
заданому тиску за таблицею 3.2. знаходимо
температуру насичення
,
отже, пара перегріта. За таблицею 3.3.
перегрітої пари знаходимо: питомий
об’єм
,
питому ентальпію
і питому ентропію
.
Питома
внутрішня енергія пари:
.
Задача
3.2.
Перегріта пара при
і
адіабатно розширюється до
.
Користуючись
діаграмою, визначити
,
роботу і зміну внутрішньої енергії в
цьому процесі. Числові значення
,
і
прийняти за таблицею 3.1 відповідно до
номеру варіанту.
П
риклад
вирішення задачі при
,
,
.
На
діаграмі (рис. 3.10) на перетині ізобари
та ізотерми
знаходимо точку 1, що характеризує
початковий стан, якому на вертикальній
осі відповідає
.
Рис. 3.10. Схема адіабатного процесу розширення водяної пари.
Адіабатний
процес буде зображений вертикальною
лінією (s
=
const)
до перетину з ізобарою
.
Точка 2 характеризує кінцевий стан пари,
для якої
і
.
Температура
пари в точці 2 визначається ізотермою,
що проходить через цю точку, тобто
ізотермою, яка проходить через точку
перетину ізобари
з граничною кривою
(
).
Питомі об’єми
і
визначаються ізохорами, що проходять
через точки 1 і 2, тобто
;
.
Зміна внутрішньої енергії в процесі:
.Робота
в процесі:
.
Задача
3.3.
Атмосферне повітря з температурою
і відносною вологістю
нагрівається в калорифері сушильної
установки до температури
і надходить в сушильну камеру, звідки
виходить з температурою
.
Визначити кінцевий вологовміст повітря,
теоретичну витрату теплоти і повітря
на 1 кг випаруваної вологи. Числові
значення
,
,
і
.
прийняти
за таблицею 3.1 відповідно до номеру
варіанту.
Приклад
вирішення задачі при
,
,
і
.
Знаходимо
початковий стан повітря на
діаграмі на перетині ізотерми
з лінією однакової відносної вологості
(точка 1) для якої вологовміст
й ентальпія
.
Стан повітря після нагрівання визначається
точкою 2 на перетині лінії однакового
вологовмісту
й ізотерми
.
З цієї точки проводимо лінію однакової
ентальпії
до перетину з ізотермою
,
де знаходиму точку 3, яка характеризує
стан повітря після сушильної камери.
Для цієї точки вологовміст
;
ентальпія
і відносна вологість
.
Таким чином, на 1 кг сухого повітря випаровується вологи:
.
Для випаровування 1 кг вологи знадобиться маса сухого повітря:
Витрата
теплоти в калорифері на 1 кг сухого
повітря:
.
Витрата теплоти на 1 кг випаруваної вологи (на 55,5 сухого повітря):
.
Таблиця 3.1.
Вихідні дані задач для самостійного вирішення
№ вар. |
Задача 3.1. |
Задача 3.2. |
Задача 3.3. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,05 |
360 |
3,0 |
300 |
0,1 |
17 |
50 |
70 |
27 |
2 |
0,2 |
400 |
3,1 |
310 |
0,2 |
18 |
51 |
71 |
28 |
3 |
0,3 |
440 |
3,2 |
320 |
0,3 |
19 |
52 |
72 |
29 |
4 |
0,5 |
500 |
3,3 |
330 |
0,4 |
20 |
53 |
73 |
30 |
5 |
1 |
550 |
3,4 |
340 |
0,5 |
25 |
54 |
74 |
35 |
6 |
1,6 |
360 |
3,5 |
350 |
0,15 |
26 |
55 |
75 |
36 |
7 |
2,0 |
400 |
3,6 |
360 |
0,25 |
27 |
56 |
76 |
37 |
8 |
3,0 |
440 |
3,7 |
370 |
0,35 |
28 |
57 |
77 |
38 |
9 |
4,0 |
500 |
3,8 |
380 |
0,45 |
29 |
58 |
78 |
39 |
10 |
5,0 |
550 |
3,9 |
390 |
0,55 |
30 |
59 |
80 |
40 |
11 |
6,0 |
360 |
4 |
400 |
0,1 |
17 |
60 |
91 |
26 |
12 |
7,0 |
400 |
4,1 |
300 |
0,2 |
18 |
50 |
82 |
27 |
13 |
8,0 |
440 |
4,2 |
310 |
0,3 |
19 |
51 |
83 |
28 |
14 |
0,05 |
500 |
4,3 |
320 |
0,4 |
20 |
52 |
84 |
29 |
15 |
0,1 |
550 |
4,4 |
330 |
0,5 |
25 |
53 |
85 |
30 |
16 |
0,2 |
360 |
4,5 |
340 |
0,15 |
26 |
54 |
70 |
35 |
17 |
0,3 |
400 |
4,6 |
350 |
0,25 |
27 |
55 |
71 |
36 |
18 |
0,5 |
440 |
4,7 |
360 |
0,35 |
28 |
56 |
72 |
37 |
19 |
0,7 |
500 |
4,8 |
370 |
0,45 |
29 |
57 |
73 |
38 |
20 |
1 |
550 |
4,9 |
380 |
0,55 |
30 |
58 |
74 |
39 |
21 |
1,6 |
360 |
5 |
390 |
0,1 |
17 |
59 |
75 |
40 |
22 |
2,0 |
400 |
5,1 |
400 |
0,2 |
18 |
60 |
76 |
25 |
23 |
3,0 |
440 |
5,2 |
300 |
0,3 |
19 |
50 |
77 |
26 |
24 |
4,0 |
500 |
5,3 |
310 |
0,4 |
20 |
51 |
78 |
27 |
25 |
5,0 |
550 |
5,4 |
320 |
0,5 |
25 |
52 |
80 |
28 |
26 |
6,0 |
360 |
5,5 |
330 |
0,15 |
26 |
53 |
91 |
29 |
27 |
7,0 |
400 |
5,6 |
340 |
0,25 |
27 |
54 |
82 |
30 |
28 |
8,0 |
440 |
5,7 |
350 |
0,35 |
28 |
55 |
83 |
35 |
29 |
9,0 |
500 |
5,8 |
360 |
0,45 |
29 |
56 |
84 |
36 |
30 |
10,0 |
550 |
5,9 |
370 |
0,55 |
30 |
57 |
85 |
37 |
Таблиця 3.2.
Параметри насиченої водяної пари за тисками (фрагмент)
|
|
|
|
|
|
0,05 |
81,35 |
1,6 |
201,36 |
6,0 |
275,56 |
0,2 |
120,23 |
2,0 |
212,37 |
7,0 |
285,80 |
0,3 |
133,54 |
3,0 |
233,80 |
8,0 |
294,98 |
0,5 |
151,84 |
4,0 |
250,33 |
9,0 |
303,32 |
1 |
179,88 |
5,0 |
263,91 |
10,0 |
310,96 |
Таблиця 3.3.
Параметри перегрітої водяної пари за тисками і температурами (фрагмент)
|
Параметри |
t = 360 0C |
t = 400 0C |
t = 440 0C |
t = 500 0C |
t = 550 0C |
0,05 |
, м3/кг
|
5,841 3197 8,732 |
6,212 3279 8,858 |
6,582 3362 8,979 |
7,136 3489 9,152 |
7,598 3597 9,290 |
0,2 |
, м3/кг , кДж/кг , кДж/(кгК) |
1,457 3194 8,092 |
1,549 3276 8,219 |
1,641 3360 8,340 |
1,781 3487 8,512 |
1,897 3595 8,648 |
0,3 |
, м3/кг , кДж/кг , кДж/(кгК) |
0,969 3192 7,902 |
1,032 3275 8,030 |
1,094 3359 8,151 |
1,187 3486 8,324 |
1,246 3594 8,460 |
0,5 |
, м3/кг , кДж/кг , кДж/(кгК) |
0,5794 3188 7,672 |
0,6173 3272 7,791 |
0,6548 3356 7,913 |
0,7109 3484 8,086 |
0,7576 3592 8,223 |
1 |
, м3/кг , кДж/кг , кДж/(кгК) |
0,2871 3177 7,330 |
0,3075 3263 7,461 |
0,3255 3349 7,585 |
0,3539 3479 7,561 |
0,3776 3588 7,898 |
1,6 |
, м3/кг , кДж/кг , кДж/(кгК) |
0,1775 3164 7,098 |
0,1899 3253 7,233 |
0,2021 3341 7,360 |
0,2201 3472 7,537 |
0,2350 3582 7,675 |
2,0 |
, м3/кг , кДж/кг , кДж/(кгК) |
0,1410 3156 6,985 |
0,1511 3246 7,122 |
0,1609 3335 7,261 |
0,1755 3468 7,429 |
0,1875 3578 7,569 |
3,0 |
, м3/кг , кДж/кг , кДж/(кгК) |
0,09230 3135 6,773 |
0,09929 3229 6,616 |
0,1061 3321 7,048 |
0,1161 3456 7,231 |
0,1243 3569 7,373 |
4,0 |
, м3/кг , кДж/кг , кДж/(кгК) |
0,06781 3113 6,613 |
0,07337 3212 6,762 |
0,07870 3306 6,900 |
0,08642 3445 7,087 |
0,09270 3560 7,231 |
5,0 |
, м3/кг , кДж/кг , кДж/(кгК) |
0,05316 3090 6,483 |
0,05781 3193 6,640 |
0,06224 3291 6,781 |
0,06858 3433 6,974 |
0,07370 3550 7,120 |
6,0 |
, м3/кг , кДж/кг , кДж/(кгК) |
0,04334 3067 6,371 |
0,04742 3174 6,535 |
0,05142 3275 6,681 |
0,05667 3421 6,878 |
0,06103 3540 7,028 |
7,0 |
, м3/кг , кДж/кг , кДж/(кгК) |
0,03630 3042 6,270 |
0,03997 3155 6,442 |
0,04338 3259 6,693 |
0,04817 3409 6,595 |
0,05197 3530 6,947 |
8,0 |
, м3/кг , кДж/кг , кДж/(кгК) |
0,03098 3017 6,177 |
0,03438 3135 6,358 |
0,03746 3244 6,515 |
0,04177 4497 6,722 |
0,04516 3520 6,876 |
9,0 |
, м3/кг , кДж/кг , кДж/(кгК) |
0,02678 2989 0,089 |
0,03001 3114 6,280 |
0,03286 3227 6,443 |
0,03680 3386 6,656 |
0,03988 3510 6,813 |
10,0 |
, м3/кг , кДж/кг , кДж/(кгК) |
0,02337 2958 6,002 |
0,02646 3093 6,207 |
0,02915 3211 6,377 |
0,03281 3372 6,596 |
0,03566 3499 6,756 |
,
кДж/кг
,
кДж/(кгК)