Методика розрахунку. 1. Масова витрата сухого повітря через установку:

1. Масова витрата сухого повітря через установку:

, (3.1)

де Н/м²; Дж/кг×К; Т = 273,15 + (t_c°C), К.

Якщо Р_n визначають для стану т. 1 і т. 2, то в розрахунковій формулі температуру t_c знаходять за показом психрометра Августа, а якщо для стану т. 3 – за показом психрометра Ассмана.

2. Кількість теплоти, що затрачена на підігрівання повітря в кало-рифері за 1 с:

. (3.2)

3. Кількість теплоти, що одержана повітрям в калорифері за 1 с:

. (3.3)

4. Витрати теплоти в калорифері за 1 с:

. (3.4)

5. Втрати теплоти в сушильній камері за 1 с:

. (3.5)

6. Кількість вологи, що випаровувалась в сушильній камері за 1 с:

. (3.6)

3.7. Методика роботи з h–s-діаграмою водяної пари

1. Нанести заданий стан водяної пари на h–s-діаграму. Знайти ізо-бару відповідно значенню (завчасно необхідно перевести мм рт. ст. у МПа) і криву ступеня сухості х = 0,9. На перетині цих ліній знайти необхідну т. 1 та визначити її фазовий склад.

2. Провести процес перегріву вологої водяної пари в калорифері. Цей процес (т.1 т.2) проводиться за заданою ізобарою до точки перетину її з ізотермою, яка відповідає температурі (т. 2).

3. Провести процес адіабатної сушки водяної пари в сушильній ка-мері. Цей процес (т.2 т.3) проводиться з т. 2 перпендикулярно до осі абс­цис (S = const) і до перетину з ізотермою, яка відповідає температурі .

4. Визначити в усіх станах водяної пари (точки 1, 2, 3) відсутні па­раметри:

– ентропію – проектуванням т. 3 на вісь абсцис;

– ентальпію – проектуванням т. 3 на вісь ординат;

– тиск і температуру пари в т. 3 – ізотермою та ізобарою, яка про-ходить через цю точку;

– ступінь сухості – по лінії ступеня сухості, яка проходить через т. 3.

Розрахункові та найдені значення параметрів за h–d і h–s-діаграмами заносяться у таблицю 3.2.

Таблиця 3.2 – Розрахункові і експериментальні значення параметрів

5. Написати висновки.

3.8. Контрольні питання

1. Опишіть -діаграму водяної пари та процес пароутворення на ній при p = const, T = const.

2. Укажіть на -діаграмі область трифазного стану речовини.

3. Укажіть на -діаграмі область двофазного стану речовини.

4. Укажіть на -діаграмі ізотерму і ізобару для трифазного стану речовини.

5. Укажіть на -діаграмі область двофазного стану водяної пари.

6. Укажіть на і -діаграмах водяної пари ізотермічний процес нагріву киплячої води до стану перегрітої пари.

7. Укажіть на -діаграмі процес нагрівання води, пароутво-рення і перегрів водяної пари при p = const.

8. Чому рівняння Ван-дер-Ваальса не може описати двофазний стан водяної пари?

9. Укажіть на -діаграмі водяної пари лінію кипіння рідини та лінію сухої насиченої пари.

10. Укажіть на -діаграмі водяної пари площу, яка чисельно дорівнює кількості теплоти, необхідної для підігріву води до стану кипіння.

11. Наведіть формулу для зміни ентропії пари від стану сухої на-сиченої до перегрітої.

12. Укажіть на -діаграмі водяної пари область вологої пари.

13. Як на -діаграмі зобразити адіабатичний процес розширення вологої водяної пари до стану перегріву?

14. Укажіть на , та -діаграмах адіабатний процес охолодження перегрітої водяної пари до стану насиченої і стану вологої пари.

15. Укажіть на і -діаграмах площу, яка чисельно до-рівнює кількості роботи та теплоти в ізобаричному процесі нагріву киплячої води до стану перегрітої пари.

16. Що називається ступенем сухості і вологості пари?

17. Укажіть на -діаграмі водяної пари ізотерми і ізобари.

18. Укажіть на -діаграмі водяної пари ізобару, ізотерму та ізо-ентропу.

19. Що таке теплота пароутворення?

20. Як знайти роботу водяної пари при ізобаричному процесі за і -діаграмами, використовуючи перший закон термодинаміки?

21. Укажіть на -діаграмі ізобарний процес розширення вологої пари до стану перегріву.

22. Наведіть формулу для зміни ентропії в процесі нагріву води від 0 ºС до температури кипіння.

23. Як визначити теплоту ізобаричного процесу нагріву водяної пари за -діаграмою?

24. Як на -діаграмі зобразити ізобарний процес розширення вологої водяної пари до стану перегріву?

25. Водяна пара має такі параметри: ступінь сухості – 0,95; тиск МПа. За допомогою -діаграми знайдіть інші параметри водяної пари (i, s, t, ν).

26. Суха насичена пара (t = 150 ºC) ізобарично конденсується до стану, при якому h = 2400 кДж/кг. За допомогою -діаграми водяної пари знайдіть параметри початкового і кінцевого станів.

27. Перегріта водяна пара стискається адіабатно (t = 150 ºC) від МПа до МПа. За допомогою -діаграми водяної пари знайдіть параметри (h₁, s₁, t₂, h₂, s₂ і С_р).

28. Водяна пара на першому ступені ізотермічно (t = 160 ºC) стис-кається від МПа до МПа, а на другому ступені – адіабатично стискається до МПа. За допомогою -діаграми водяної пари знай-діть параметри h₃, s₁, s₂, s₃ і кількість теплоти, що бере участь у двосту-пеневому процесі стиску.

29. Водяна пара ізотермічно (t = 250 ºC) стискається від МПа до МПа. За допомогою -діаграми водяної пари знайдіть пара-метри h₁, s₁, h₂, s₂ і роботу, витрачену при цьому.

30. За допомогою -діаграми водяної пари знайдіть темпера-туру, питомий об’єм, густину, ентальпію та ентропію сухої насиченої пари при тиску МПа.

31. Суха насичена пара має тиск МПа. За допомогою -діаграми водяної пари знайдіть інші параметри пари.

32. Що називається сухим повітрям?

33. Запишіть рівняння Клапейрона для водяної пари вологого повітря.

34. Що таке молярний вологовміст?

35. Укажіть на -діаграмі вологого повітря ізотермічний процес конденсації.

36. Що називається вологим повітрям?

37. Запишіть рівняння Клапейрона для сухого і вологого повітря.

38. Що таке абсолютна вологість?

39. Укажіть на -діаграмі вологого повітря ізобаричний процес конденсації.

40. Що таке молярна частка газу в суміші?

41. Сформулюйте закон Дальтона для суміші газів.

42. Що таке масова частка газу в суміші?

43. Сформулюйте закон Амага для суміші газів.

44. Що називається насиченим вологим повітрям?

45. Запишіть закон Дальтона для вологого повітря.

46. Укажіть компоненти вологого повітря в трифазному стані.

47. Наведіть схему сушарки з калорифером.

48. За допомогою -діаграми вологого повітря знайдіть відносну вологість і вологовміст повітря, якщо парціальний тиск в ньому 40 мм рт. ст. і температура 50 ºС. Барометричний тиск – 745 мм рт. ст.

49. За допомогою -діаграми вологого повітря знайдіть парціаль-ний тиск сухого повітря у вологому повітрі з параметрами ; t = 60 ºC. Барометричний тиск – 745 мм рт. ст.

50. Вологе повітря характеризується параметрами: P = 745 мм рт. ст.; t = 70 ºC; . За допомогою -діаграми вологого повітря знайдіть температуру точки роси.

51. Вологе повітря з параметрами t = 60 ºC; при P = 745 мм рт. ст. охолодити до температури 20 ºС. За допомогою -діаграми вологого по-вітря знайдіть кількість конденсату, водяної пари та сухого повітря, які міс-тяться у вологому тумані.

Лабораторна Визначення основних

робота 4 характеристик компресора

4.1. Програма теоретичної підготовки

Класифікація і загальна характеристика циклів. Прямий цикл. ККД прямого циклу. Цикл Карно. ККД циклу Карно. Еквівалентний і регене-ративний цикл Карно.

Нагнітання газів і пари. Компресори, їх класифікація. Поршневі, гвин­тові, шестерінчасті, відцентрові та осьові компресори. Галузь застосування ком­пресорних машин. Одноступінчастий поршневий компресор: схема та прин­цип роботи. Зображення термодинамічних процесів теоретичного одноступін­частого поршневого компресора на , та -діаграмах. Робота і теплота нагнітання. Основне рівняння термодинаміки нагнітання. Подача одно­ступінчастого компресора. Ізотермічне, адіабатне і політропне стискування.

Ізотермічний і адіабатичний ККД компресора. Ефективний ККД комп-ресора. Потужність компресора. Реальні процеси в компресорі. Індикаторна потужність. Механічний і об’ємний ККД компресора.

Багатоступінчастий компресор. Зображення термодинамічних процесів багатоступінчастого поршневого компресора на , та -діа-грамах. Розподіл тиску між ступенями.

Література: [1, с. 60–68, с. 189–192; 2, с. 51–55, с. 293–309; 3,с. 97–101, с. 220–232; 4, с. 83–85, с. 88–92; 5, с. 296–302, с. 302–325; 9, с. 126–127, 133–169; 12, с. 57–59, с. 174–183].