ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

 

Пример 7.1.С помощью теоретических таблиц и h - S диаграммы определить параметры влажного насыщенного пара при: Р = 1,5 МПа и Х = 0,95.

 

Решение:

1. Из таблицы 1 приложения при Р = 1,5 Па имеем:

tн = 196,12ºС; υ' = 0,0011520 м3/кг; υ" = 0,14692 м3/кг;

h' = 840,6 кДж/кг; h" = 2787,2 кДж/кг; r = 1951,6 кДж/кг;

S' = 2,2930 кДж/кг; S" = 6,4610 кДж/кг.

По уравнению (2-5) получаем:

= 0,001152 (1 – 0,95) + 0,14692·0,95 = 0,1396 м3/кг;

= 840,6 + 0,95 · 1951,6 = 2694,62 кДж/кг;

кДж/кг;

= 2694,62 – 1,5 · 106 · 0,1396 · 10-3 = 2485,22 кДж/кг.

2. Используя h - S диаграмму водяного пара, имеем: (см. рис. 23)

 

Рис. 23. Схема к решению примера 1.

 

tн = 196,12ºС; υх = 0,14 м3/кг; hх = 2700 кДж/кг;

Sх = 6,25 кДж/кг;

= 2700 – 1,5 · 106 · 0,14 · 10-3 = 2490,6 кДж/кг.

Как видно из полученных результатов, совпадение значений вполне удовлетворительное.

 

Пример 7.2.Используя термодинамические таблицы, определить состояние пара, если известно:

1. Р1 = 106 Н/м2 и υ1 = 0,17 м3/кг;

2. Р2 = 12 ·105 Н/м2 и t2 = 200 ºС.

 

Решение

1. При Р1 объем сухого насыщенного пара равен υ" = 0,1943 м3/кг, а объем жидкости при кипении υ' = 0,0011274. Поэтому пар с объемом

υ1 = 0,17 будет влажным со степенью сухости:

 

;

 

.

 

2. При Р2 температура насыщенного пара равна tн = 187,95ºС.

Так как t2 > tн, то пар будет перегретым.

 

Пример 7.3.Определить массу и энтальпию 0,5 м3 влажного пара с влажностью 10 % и давлением 106 Н/м2 .

Решение

1. Определить удельный объем пара:

 

0,1945 (1 – 0,1) = 0,175 м3/кг.

 

2. Найдем массу пара: = 0,5 : 0,175 = 2,9 кг.

 

3. Вычислим энтальпию влажного пара:

 

= 2,9 (762,4 + 2015,3 · 0,9 = 7520 кДж.

Пример 7.4.Влажный насыщенный водяной пар с давлением Р1 = 1 МПа и степенью сухости Х1 = 0,9 изотермически расширяется до давления Р = 0,1 МПа, а затем путем изобарного охлаждения превращается в сухой насыщенный. Изобразить процессы изменения состояния водяного пара на h – S диаграмме. Определить состояние пара в конце расширения. Для данного сложного процесса найти изменение внутренней энергии¸ работу и теплоту.

 

Решение

1. Изобразим процессы на h – S диаграмме (рис. 24).

В конце расширения (т. 2) пар перегретый. Степень перегрева:

 

= 180 – 100 = 80 ºС.

 

 

Рис. 24. Схема протекания процессов.

1 – 2 – изотермическое расширение пара;

2 – 3 – изобарное охлаждение.

 

 

2. Определим, используя формулы, представленные в таблице 1, изменение внутренней энергии, теплоту и работу в процессе 1-2-3:

 

=

 

= 2650 – 100 · 1,7) – (2575 – 1000 · 0,18) = 90 кДж/кг

 

=

= (180 + 273,15) · (7,70 – 6,15) + (2650 – 2840) = 512,15 кДж/кг.

= 512,15 – 90 = 422,15 кДж/кг.

 

Пример 7.5.1 кг водяного пара с давлением Р1 = 100 бар и t1 = 530 ºC дросселируется в вентиле до давления Р2 = 80 бар, а затем адиабатно расширяется в паровой турбине до давления Р3 = 0,05 бар. Определить значения термодинамических параметров пара в начальном, конечном состоянии и после дросселирования. Найти изменение теплопадения в турбине, если пар будет подвергнут сразу адиабатному расширению до давления Р3.



Решение:

1. Из h – S диаграммы определяем (рис. 25): начальные параметры т. 1:

h1 = 3452 кДж/кг; S1 = 6,72 кДж/кг; υ1 = 0,035 м3/кг;

 

параметры пара после дросселирования т. 2:

h2 = 3452 кДж/кг; S2 = 6,82 кДж/кг; υ2 = 0,035 м3/кг; t2 = 520 ºС;

 

параметры пара после адиабатного расширения в процессе 2 - 3' – т. 3':

 

h3' = 2080 кДж/кг; S3' = 6,82 кДж/кг; υ3' = 22 м3/кг; t3' = 35 ºС;

 

параметры пара после расширения в процессе 2-3 – т. 3:

 

h3 = 2050 кДж/кг; S3 = 6,82 кДж/кг; υ3 = 21 м3/кг; t3 = 35 ºС.

 

2.Определим изменение теплопадения в турбине:

 

= 2080 – 2050 = 25 кДж/кг.

 

Рис. 25. Изменение состояния пара в процессе дросселирования

и адиабатического расширения.

2 – 2 – дросселирование;

2 - 3' и 1 – 3 адиабатическое расширение.

 

Пример 7.6.Определить, как изменится термический КПД паросиловой установки, если начальные параметры пара Р1 = 3 МПа, t1 = 600 ºС, а конечное давление составляет Р2 = 0,2 МПа, Р2’ = 0,04 МПа; Р2” = 0,006 МПа.

 

Рис. 26. К примеру 6.

Решение

1. Определим термический КПД по уравнению (18), (рис. 26):

 

;

 

;

 

.

 

При уменьшении давления в конце расширения КПД цикла возрастает.

Пример 7.7.В паросиловой установке получают перегретый пар с Р1 = 20 бар и t1 = 400 ºC, давление в конденсаторе Р2 = 0,05 бар. Определить термический КПД цикла, удельные расходы пара и теплоты, а также значение внутреннего относительного КПД, если потери вследствии необратимости процесса расширения составляют 200 кДж/кг.

 

 

Рис. 27. К примеру 7.

 

Решение

1. По h – S диаграмме (рис.27) находим h1 = 3250, h2 = 2180 кДж/кг,

h2’ = 138 кДж/кг или h2’ = св · t2.

 

2. Определим термический КПД цикла по формуле (18):

 

.

 

3. Расход пара на 1 МДж по выражению (21):

 

кг/МДж.

 

4. Удельный расход теплоты:

5.

кг/МДж.

 

6. Найдем значение внутреннего относительного КПД, по

 

 

.

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

 

Задача 7.1. Определить состояние системы (жидкость, влажный насыщенный пар, перегретый пар и т.д.), если ее параметры имеют значения, представленные в таблице 15.

 

Таблица 15

 

Вариант Р, МПа υ, м3/кг T, ºС
6,0 0,4 - - 4,0 2,0 1,0 2,0 4,0 6,0 8,0 4,0 1,0 2,0 4,0 6,0 8,0 4,0 0,4 0,6 0,8 0,2 0,1 0,2 - 0,015 0,000105 0,001080 0,06 - 0,002 0,08 - - - 0,0001 - - 0,06 0,0324 0,036 - - 0,25 0,62 0,00106 1,694 - - - - - - - - - 250,33 - - - -

 



 

Задача 7.2. Для сложного термодинамического процесса изменения состояния водяного паранайти удельную теплоту, работу и изменение внутренней энергии. Изобразить процессы в h – S диаграмме. Исходные данные для решения задачи взять из таблицы 16 (типы процессов Р = С – изобарный; υ = С – изохорный; t = С - изотермичеcкий; S = С – адиабатный).

 

 

Таблица 16

 

Вариант Параметры в угловых точках Р, МПа; tºС; υ, м3/кг Тип процесса
1 - 2 2 - 3 3 - 4
Р1 = 10; Х1 = 1; t2 = 500; Р3 = 1; Р4 = 0,05 Р1 = 9; Х1 = 1; t2 = 500; Р3 = 1; Р4 = 0,04 t1 = 200; Х1 = 0,95; P2 = 1; T3 = 500; X4 = 0,9 Р1 = 5; Х1 = 0,9; t2 = 600; Р3 = 1; Х4 = 0,85 υ1 = 0,5; Х1 = 0,82; t2 = 350; Р3 = 600; Р4 = 0,95 Р1 = 5; Х1 = 0,9; t2 = 600; Р3 = 1; Х4 = 0,85 Р1 = 5; Х1 = 0,9; t2 = 500; Х3 = 1; Х4 = 0,8 Х1 = 0,8; Р1 = 300; Х2 = 1; t3 = 3; Р4 = 200 Х1 = 0,8; Р1 = 1; t2 = 500; Р3 = 0,5; Р4 = 0,01 Х1 = 0,9; Р1 = 5; t2 = 600; P3 = 0,5; X4 = 1 Р1 = 5; Х1 = 0,85; t2 = 400; P3 = 0,1; X4 = 1 Р1 = 0,9; t1 = 600; Р2 = 1; Х3 = 1; X4 = 0,8 Х1 = 0,8; t1 = 180; Р2 = 0,5; t3 = 450; X4 = 0,97 Р1 = 2; Х1 = 0,85; Р2 = 1,5; t3 = 450; X4 = 1 υ1 = 0,2; Р1 = 0,8; Х2 = 1; Р3 = 0,1; Х4 = 0,9 υ1 = 0,2; Р1 = 0,8; t2 = 400; Р3 = 500; Х4 = 1 Х1 = 0,9; Р1 = 0,8; t2 = 600; P3 = 0,3; X4 = 0,9 Х1 = 0,8; Р1 = 0,1; t2 = 300; Х3 = 1; X4 = 0,9 Х1 = 0,8; Р1 = 0,1; Х2 = 1; t3 = 400; Р4 = 0,1 Х1 = 0,9; Р1 = 0,1; Х2 = 1; t3 = 400; Р4 = 0,1 Р1 = 0,3; υ1 = 0,5; t2 = 300; Х3 = 1; X4 = 0,8 Р1 = 5; Х1 = 0,85; t2 = 600; Х3 = 1; Х4 = 0,85 υ1 = 0,5; Х1 = 0,82; t2 = 400; t3 = 500; Х4 = 0,3 Р1 = 2; Х1 = 0,8; Р2 = 1,5; t3 = 500; X4 = 1 Р = С Р = С T = C P = C S = C P = C P = C S = C P = C P = C P = C t = C t = C t = C υ = C P = C P = C S = C S = C S = C P = C P = C Υ = C T = C t = C t = C P = C t = C P = C h = C S = C P = C t = C h = C t = C S = C P = C P = C t = C P = C P = c T = C P = C S = C P = C S = C P = C P = C S = C S = C S = C S = C S = C S = C P = C T = C S = C S = C S = C P = C S = C S = C P= C S = C S = C S = C t = C S = C P = C P = C S = C S = C

 

Задача 7.3.В паровом котле получают перегретый пар с давлением Р и температурой t. Пар на выходе из барабана котла имеет степень сухости Х. Температура питательной воды tпв.

Определить:

1. Температуру пара в барабане и степень перегрева на выходе из пароперегревателя.

2. Энтальпию питательной воды, пара на выходе из барабана котла и пароперегревателя.

3. Удельную теплоту, расходуемую в барабане и пароперегревателе котла.

4. Изобразить процессы получения пара в Р – υ и Т – S диаграммах (без масштаба).

 

Таблица 17

Данные для решения задачи выбрать из таблиц 3.1 и 3.2.

Первая цифра варианта
Р, МПа 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0
t, ºС
Х, º 0,95 0,96 0,96 0,97 0,97 0,98 0,98 0,99 0,99 0,99

 

Таблица 18.

Вторая цифра варианта
tпв, ºС

 

Задача 7.4.Для теплоснабжения цеха подается влажный насыщенный пар при давлении Р и степени сухости Х. Цех потребляет Q кДж теплоты в час. Определить часовой расход пара G кг/ч, если возвращающийся конденсат имеет температуру tк. Данные для решения задачи выбрать из таблиц 19 и 20.

Таблица 19.

Первая цифра варианта
Р, МПа 0,12 1,16 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 1,2
tк, ºС

 

Таблица 20

Вторая цифра варианта,
Q,кДж/ч 7·106 11·106 6·106 8·106 9·106 12·106 14·106 16·106 18·106 15·106
Х 0,97 0,98 0,96 0,92 0,94 0,96 0,98 0,91 0,93 0,95

Задача 7.5.Водяной пар, имея начальные параметры Р1 = 5 МПа и Х1 = 0,9, перегревается при постоянном давлении при температуре t2, а затем дросселируется до давления Р3 и подается в сопло, где адиабатно расширяется до давления Р4 = 5 кПа. Используя h – S диаграмму водяного пара, определить количество теплоты, подведенной к пару, изменение внутренней энергии, температуру после дросселирования и колнечные параметры пара. Все процессы изобразить на h – S диаграмме. Данные для решения задачи выбрать из таблиц 21 и 22.

Таблица 21.

Первая цифра варианта
t2, ºС

 

Таблица 22

Вторая цифра варианта
Р3, МПа 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5

Задача 7.6.Конденсационная паровая турбина служит для привода компрессора мощностью Nэ. Параметры пара на входе в турбину Р1, t1; давление в конденсаторе Р2, внутренний КПД турбины ηoi. Определить секундный D и удельный d расходы пара на турбину. Найти, как изменится мощность турбины и термический КПД цикла ПСУ при дроссельном регулировании, сли начальное давление уменьшится на 20 % при постоянном массовом расходе пара. Изобразить цикл в Т – S и h – S диаграмме.

Данные для решения задачи взять из таблицы 6.1.

 

Таблица 23

Данные для задачи7.6

Первая цифра варианта Nэ, кВт ηoi Вторая цифра варианта Р1, МПа t1, ºС Р2, МПа
0,74 0,78 0,80 0,75 0,79 0,80 0,76 0,81 0,77 0,82 3,0 10,0 3,6 11,0 4,0 11,5 4,5 12,0 4,2 11,0 0,003 0,0033 0,004 0,0045 0,005 0,0045 0,004 0,0035 0,003 0,004

 

Задача 7.7.Водяной пар с начальным давлением Р1 = 3 МПа и Х1 = 0,95 поступает в пароперегреватель, где его температура повышается на Δt. После перегревателя пар изоэнтропно расширяется в турбине до давления Р2. Определить количество теплоты, подведенной к 1 кг пара в пароперегревателе, степень сухости пара Х2 в конце расширения, термический КПД цикла и удельный расход пара. Определить также КПД цикла, если после пароперегревателя пар дросселируется до давления Р.

Данные для решения задачи выбрать из таблиц 24 и 25.

 

Таблица 24

Первая цифра варианта
Δt, ºС

 

Таблица 25

Вторая цифра варианта
Р2, МПа 3,0 3,5 4,0 4,5 4,0 3,5 3,0 3,5 4,0 4,5
Р, МПа 0,5 0,48 0,46 0,44 0,42 0,40 0,38 0,36 0,34 0,32

 

Задача 7.8. Водяной пар массой 1 кг с параметрами Р1 = 13 МПа, t1 = 560 ºС изоэнтропно расширяется до давления Р2 = 0,004 МПа. Определить работу расширения и изменение внутренней энергии. Задачу решить с помощью термодинамических таблиц и проверить решение по h – S диаграмме.

Задача 7.9. Водяной пар с параметрами Р1 = 3,4 МПа и Х1 = 98 % изоэнтропно сжимается до Р2 = 9,0 МПа. Найти температуру и энтальпию пара в конечном состоянии. Определить работу сжатия и изменение внутренней энергии 1 кг пара. Задачу решить, пользуясь таблицами. Проверить результат по h – S диаграмме.

Задача 7.10. Водяной пар массой 1 кг с параметрами Р1 = 3,0 МПа, t1 = 560 ºС изотермически сжимается и становится кипящей жидкостью. Определить параметры в конце процесса сжатия и количество отведенной теплоты.

Задача 7.11. К 1 кг воды при Р1 = 20,0 МПа и t = 320 ºС изотермически подводится q = 1700 кДж/кг теплоты. Определить параметры в конце процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии.

Задача 7.12. Котельная производит пар с абсолютным давлением Р = 15 ата. Какова должна быть степень перегрева пара, если цех предприятия получает пар с давлением Рабс = 2 ата и температурой 200 ºС. Снижение давления с 15 до 2 ата происходит в редукционном клапане.

Задача 7.13. Для подачи потребителю пара в сухом, насыщенном состоянии абсолютным давлением 6 ата используется пар, вырабатываемый котлами при Рабс = 400 ата и t = 350 ºС. После дросселирования пар пропускается через поверхностный пароохладитель, где происходит его охлаждении е при

Р = const. Сколько тепла отводится от пара, если его расход составляет 5 т/ч.

Задача 7.14. В пароперегреватель котельного агрегата поступает водяной пар в количестве 16 т/ч. Определить сообщаемое пару часовое количство теплоты, необходимое для перегрева пара до t = 560 ºС, если степень сухости пара перед входом в пароперегреватель Х = 0,98, абсолютное давление пара Р = 13 МПа. Изобразить процесс в h – S диаграмме.

Задача 7.15. Определить количество теплоты, которое нужно сообщить 6 кг водяного пара, занимающего объем 0,6 м3 при давлении 0,6 МПа, чтобы в процессе при постоянном объеме повысить его давление до 1 МПа. Определить также конечную сухость пара.

Задача 7.16. В баллоне емкостью 1 м3 находится пар при Р = 0,981 МПа и Х = 0,78. Сколько теплоты нужно сообщить баллону, чтобы пар стал сухим, насыщенным.

Задача 7.17. 1 кг водяного пара при Р1 = 1,6 МПа и t1 = 300 ºС нагревается при постоянном давлении до 400 ºС. Определить затраченное количество теплоты, работу расширения и изменение внутренней энергии пара.

Задача 7.18. 1 м3 водяного пара при давлении Р1 = 1 МПа и Х = 0,65 расширяется при постоянном давлении до тех пор, пока его удельный объем не станет равным υ2 = 0,19 м3/кг. Определить параметры пара, количество теплоты, работу и изменение внутренней энергии в процессе.

Задача 7.19. Сравнить термический КПД циклов ПСУ при одинаковых начальных и конечных давлениях Р1 = 2 МПа и Р2 = 1,6 МПа, если в одном случае сухой, насыщенный, а в другом перегретый с температурой 300 ºС.

Задача 7.20. Найти термический КПД и мощность паровой машины, работающей по циклу Репкина, при следующих условиях: параметры пара

Р1 = 1,5 МПа, t1 = 300 ºС; давление в конденсаторе Р2 = 1,01 МПа; часовой расход пара 940 кг/ч.

Задача 7.21. Параметры пара перед паровой турбиной:Р1 = 9 МПа, t1 = 5 00 ºС; давление в конденсаторе Р2 = 0,004 МПа. Определить состояние пара после расширения в турбине, если ее относительный внутренний КПД ηoi = 0,84.

Задача 7.22. Определить, как изменится термический КПД паросиловой установки, работающей при Р1 = 9 МПа и t1 = 480 ºС и Р2 = 0,004 МПа, сли давление в конденсаторе Р2 остается прежним, а начальные параметры имеют следующие значения:

а) Р1 = 14 МПа, t1 = 480 ºС;

б) Р1 = 9 МПа и t1 = 600 ºС;

в) Р1 = 5 МПа и t1 = 400 ºС.

выбрать из таблицы

 

Таблица 26

Данные для задачи 7.22

1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 1,9 1,8 1,7 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,6 1,5 1,6 1,7 1,8 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 1,5 1,6 1,7

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
ПАРОСИЛОВОЙ УСТАНОВКИ | Получение насыщенного водяного пара


Дата добавления: 2017-04-20; просмотров: 287; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2017 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.134 сек.