Заняття № 3

Задача 3.1. У посудині знаходиться кисень під тиском 50 ат. Газ витікає через звужувальне сопло до середовища з тиском 40ат. Визначити швидкість витікання і витрати газу, якщо площа вихідного перерізу дорівнює 20 мм². Початкова температура кисню 100 ^оС.

Відповідь: ω=205 м/с; G=0,175 кг/с.

Задача 3.2. Визначити швидкість витікання і витрату пари через сопло Лаваля для параметрів: Р₁=16 ат, Р₂=1 ат, t₁=300 ^оС, f_мін=6 см². Знайти максимальну площу перерізу f_макс.

Відповідь: ω=1040 м/с; G=1,25 кг/с; f_макс=19,1 см².

Задача 3.3. Повітря при тиску P₁=1 бар і температурі t₁ = 15^oС витікає з резервуару. Знайти значення P₂, при якому теоретична швидкість адіабатного витікання буде дорівнювати критичній, і величину цієї швидкості.

Відповідь: Р_{2 кр} = 0,528 бар; ω_кр = 310 м/с.

Задача 3.4. Волога пара з параметрами Р₁=18 бар і x=0,92 витікає до середовища з тиском Р₂=12 ба, площа вихідного перерізу сопла 20 мм². Визначити теоретичну швидкість при адіабатному витіканні пари і його секундну витрату.

Відповідь: ω=380 м/с; G=0,05 кг/с.

Задача 3.5. Парогенератор виробляє 1800 кг/год пари з тиском 10,8 бар. Яким повинен бути переріз запобіжного клапана, щоб при раптовому припиненні добору пари тиск не перевищив 10,8 бар?

Відповідь: F_mіn=321 мм².

Задача 3.6. Визначити діаметри мінімального і вихідного перерізу сопла для годинної витрати 1000 кг сухої насиченої пари, якщо початковий тиск його Р₁=20,6 бар, а кінцевий Р₂=1,0 бар. Процес розширення пари прийняти адіабатним. Визначити також теоретичну швидкість витікання пари із сопла.

Відповідь: d_mіn=11,2 мм; d=22,4 мм; ω=1000 м/с.

Задача 3.7. Визначити теоретичну швидкість витікання водяної пари з сужающегося сопла та з сопла Лаваля. Початкові тиск і температура пари: Р₁ і t₁ (табл. 22). Тиск середовища, до якого відбувається витікання пари, Р₂ (табл. 22)

Таблиця 22 – Вихідні дані задачі 3.7

Перша цифра шифру	t1, oC	P1, МПа	Друга цифра шифру	P2, МПа
0	220	0,8	0	0,005
1	350	1,6	1	0,01
2	375	3	2	0,05
3	390	3,5	3	0,02
4	400	5	4	0,04
5	420	8	5	0,003
6	450	10	6	0,03
7	370	7	7	0,04
8	350	6	8	0,008
9	325	4	9	0,01

Задача 3.8. У резервуарі об’ємом V знаходиться газ під тиском за манометром Р₁ і при температурі t₁. Після того, як з резервуару була випущена частина газу, показання манометра стали Р₂, а температури газу – t₂. Визначити масу випущеного газу і густину газу, що залишився у резервуарі, якщо тиск зовнішнього середовища 0,1 МПа. Вихідні дані вказано у таблиці 23.

Таблиця 23 – Вихідні дані задачі 3.8

Перша цифра шифру	Газ	P1, МПа	t1, oC	V, м3	Друга цифра шифру	Р2, МПа	t2, oC
0	Аргон	1,5	60	6,2	0	0,85	45
1	Водень	2,0	70	3,3	1	0,90	65
2	Азот	2,5	80	1,4	2	1,00	67
3	Аміак	3,0	40	0,5	3	1,80	38
4	Етилен	5,5	50	0,6	4	0,30	40
5	Метан	10,0	50	2,7	5	0.70	35
6	Повітря	15,0	90	0,8	6	0.80	55
7	СО2	2,6	81	1,7	7	1.45	67
8	Кисень	3,5	65	2,6	8	2,70	51
9	СО	3,6	48	4,5	9	2,90	38