Задачник по термодинамике (555278), страница 20
Текст из файла (страница 20)
9.80. Влажный пар с давлением р, = 1,5 МПа и степенью сухости х = 0,95 перепускается в паропровод низкого давления рз = 0,28 МПа. Используя з/-диаграмму, определить состояние пара в паропроводе посЛе дроссельного вентиля и средний дифференциальный дроссель-эффект. 9.81. По условиям работы производственной аппаратуры в цех завода необходимо подавать пар с давлением 0,1 МПа и температурой 135'С. Котельная завода имеет котлы, работающие прп давлении 2 МПа. Используя з/- диаграмму, найти, каково должно быть состояние пара, подаваемого от этих котлов к рек! кциопному клапану, чтобы за нпм получился пар требуемых параметров. 9.82. Перегретый водяной пар с давлением р, = — 13 МПа и температурой 1, = 520'С дросселируется до давления 4 МГ!а Используя я-диаграмму, ог!ределнть интегральный дроссель-аффект и !!отер!о работоспособности.
Температура окрумгающей среды 20 "С. 9.83. В последней ступени установки для получения нсидкого гелия перегретый пар гелия с давлением 2 МПа дросселируется при !' = 30 кДж/кг до давления 0,13 МПа. Используя ВТ-диаграмму гелия !211, определить температуру влажного пара гелия за дроссельным Вентилем и ннтегральнь!й дроссель-эффект. ГЛАВА !О СЖАТИЕ ГАЗА В КРА!ПРЕССРРЕ 10.1. Идеальный одноступенчатый компрессор (рис. 10.1) всасывает !00 ма/ч воздуха при р, = 0,1 МПа и 1, = 27 С и сжимает его до давления рс= 0,8 МПа.
Определить работу. затраченную на сжатие воздуха в компрессоре, отведенное количество теплоты и температуру воздуха для случаев: а) изотермического (/); б) адиабатного (1/); в) политропного (//1, л =- 1,2) сжатия воздуха. 10.2, В одноступеичатом компрессоре (рис. 10.1) сжимается воздух, начальное давление которого р, = 0,098 МПа и температура /,= — 10 С. Определить максимально допустимое давление воздуха в пилиндре компрессора при: а) адиабатном (1/) и б) политропном (//l, л = 1.25) сжатии, если в обоих случаях максимальное давление ограничивается температурой вспышки масла, несколько превышающей ! б5 С.
с и Рмс. !О,! Рис. !0„2 !!2 10.3. В идеальном одноступенчатом компрессоре, массовая подача которого /!4 =!80 кгlч, сжимается воздух д > давления рх = 0,5 МПа. Начальное давление воздуха р> — —. = 0,1 МПа и температура /> = 0'С. Определить теплову» мощность, необходимую для охлаждения цилиндра компрес. сора, и теоретическую мощность привода компрессора, если сжатие происходит политропно (л = 1,3). Решить задач" графически по зТ-диаграмме. Р е ш е н и е. Показатель политропы (рис. 10.2) и =: == 1,3 = (/-2")/(/-2'). По зТ-диаграмме для 1 кг воздухи находим отрезок 1-2" = !10 мм. Следовательно, отрезок 7-2' =-- 110/1,3 - = 85 мм. Пользуясь значением отрезк,> 1-2', находим точку 2.
Полу чаем Т, = 396 К. Лз>., — — — 0,088 кДж/(кг К). Отведенное количество теплоты на ! кг воздуха >/ =(Т> + Тг)/(2'Лз>-з) '= = (273 + 396)/( — 2 0,088) = — 29,4 кДж/кг. Тепловая мощность 1Ф1 =- 1>/154 = 29,4 180- — — 5290 кДж/ч = 1,47 кВт. По аТ-диаграмме получим Лз„=- 0,375 кДж/(кг. К). Теоретическая работа сжатия газа в компрессоре, согла>.- но первому закону термодинамики, ( ! >/ ! + Л>) (7'> + 7 >)/(2 (ЛЗ> з + Лзр)) = — — (273 + 396)/12(0,088 -1- 0,375))= — 155 кДж/кг. Теоретическая мощность привода компрессора !//„1= !/„> М = 155 180 3600 = 7,75 кВт.
!0.4, Воздух нзотермическн сжимается в одноступенч:>- том идеальном компрессоре от /» = О,! МПа, /, === 0" до р, = 0,4 МПа. Объемная подача компрессора, отнесенная к параметрам р„(„составляет )> = 350 м'/ч. Опред>ь лить мощность, необходимую для привода компрессора.
10.5. Идеальный одноступенчатый компрессор, объемная подача которого 500 ма/ч (н.у.) сжимает воздух по адиаба>е от /» = 0,098 МПа и /> = 20'С до р, = 0,6 МПа. Опред. лить температуру в конце сжатия и теоретическую мощность, затрачиваемую на привод компрессора. !>3 л, 10.6. Одноступенчатый комг прессор с массовой подачей 175 кг!ч адиабатио сжимает воздух от р, =0,1 МПа до и, = 0,65 МПа. Определить действительную температуру воздуха в конце сжатия (рис.
!0.3) и эффективную мощность привода компрессора, а если внутренний относительный 5 к. и. д. компрессора т1;„= 0,80, механический к. и. д. компрессора ц„я = 0,85, температура всасываемого воздуха 1, = 30 С Р е ш е н и е. Теоретическая температура воздуха в конце адиабатного сжатия Тя = Т, (Р,7Р,Рл 01' = — 303 (0,65!О,! )П ' ' — 'Ы " ' —.— 522 К. По определению, внутренний относительный к.
и. д. компрессора (рис. 10.3): т)ы =(!г -1~)Фз' (~) =-(Тз Т,)1(Т~ — 7',) =0,8, откуда действительная температура воздуха в конце сжатия Т, =Т, +(Т,— ТД!га„= 303+(522 — 303)/0,8 =577 К. Теоретическая работа, затрачиваемая на компрессор, ! 1„! =. МТ,!(р /р,)<" — 0Г" — !1/(7г — 1) =-1,41 0,287 303 х зс !(0,6570,1!и '' — и" "' — 11/~1,41 — 1! =216 кДжгкг.
Эффективная мощность привода компрессора У,, = А4 ) 1„)((Ч;„Чяя) = 175 216/(0,8.0,85.3600) = = 15,4кБт. 10.7. Определить теоретическую мощность двигателя, предназначенного для привода компрессора, подача которого 1000 м"'lч (н.у.), если сжатие воздуха происходит по политропе и = 1,21, Начальные параметры воздуха р, =0,1 МПа, 10'С, конечное давление и, = 0,6 МПа. Определить расход охлаждающей воды, если при охлаждении цилиндра компрессора вода нагревается на 20 К. 10.8. Азот сжимается по политропе п = 1,!5 от р, = = 0,102 МПа и ~, = 20'С до л, = 0,95 МПа. Определить объемную подачу компрессора, отнесенную к н. у., ес.«и мощность двигателя для привода компрессора составляет 42 кВт. 10.9. Идеальный одноступенчатый компрессор, объеяиая подача которого У = 150 м'/ч, сжимает воздух от давления р, = 0,1 МПа до давления р, = 0,4 МПа.
Как изменится теоретическая мощность двигатели для привода кояпрессора, если его использовать для сжатия углекислого газа, сохранив прежнюю объемную подачу. В обоих случаях процесс сжатия адиабатный, начальная температура /« = 20 С. Изохорная теплоемкость углекислого газа с, = = 0,94 кДж/(кг К). 10.10. Воздух сжимается в одноступенчатом компрессы ре от начальных параметров р, = 0,1 МПа, /, = 20'С до конечных /«« = 0,6 МПа, Г« = 85 'С, В результате уменьшения интенсивности охлаждения компрессора теоретическ' я работа, затрачиваемая на компрессор, увеличивается па 15 %. Определить температуру воздуха в конце сжат«я при уменьшенной интенсивности охлаждения. !0.11.
Воздух сжимается в охлаждаемом компрессоре от р, = О,!02 МПа и 1, = 20'С до р, 0,68 МПа. Дейсгвительная температура воздуха в конце сжатия равна 175'С. Определить эффективную мощность привода компрессора и количество теплоты, отводимое в процессе сжм тия, если подача компрессора, отнесенная к нормальнь.м условиям, У» = 500 м'/ч, эффективный изотермнческпй к.
и. д. компрессора «1,„», =- 0,8 и механический к. и. д. «~««» = 0 86. Р е ш е н и е. Массовая подача компрессора М, р» 7»/(Р, Г») 101 3'1,500/(0,287 273) = 647 кг/ч. Эффективная мощность привода компрессора Д«,„= М/7Т !и (/««//««)/(3600«),») = =647 0,287 293!и(0,68/0,102)/(3600 0,8) = 35,8 кВт. Индикаторная мощность, требуемая для привода кояпрессора, /«/;» =«)„»/«/,» =0,86 35,8 =30,8 кВт. Работа при необратимом политропном сжатии в компр«ссоре !!«»)= й/г»/М =(30,8 3600)/647 =171,4 кДж/кг. 115 Изменение энтальпии воздуха в процессе необратимого политропного сжатия Л/ — се (҄— Т,) = 1,005 (175 — 20) = 155,8 кДж/кг.
Количество теплоты, отводимое в процессе необратимого политропного сжатия, Я = М (Л? -'; 1; „) = 647 (155,8 — 171,4) =-. = 10 093 кДж/ч. 10.12. Воздух полнтронно сжимается в одноступенча. том компрессоре от состояния р, 0,1 МПа, 6 = 0 С до рз == 0,4 МПа. Плотность нагнетаемого воздуха р, = 3,9 кг/м', эффективный к. и, д. компрессора т1„, — 0,7. Определить объемную подачу компрессора прн н.у., если мощность двигателя, необходимая для привода компрессора, Л/„= = 850 кВ '. 10.13.
В одноступенчатом компрессоре, подача которого 800 и'/ч (н.у.), сжимается воздух от давления р, = 0,1 МПа н температуры 1, = 20 "С да давления 0,6 МПа по полнтропе с показателем и = 1,35. В целях экономии электроэнергии электродвигатель заменили на другой, мощность которого на 12 ',4 меньше. Каким должен быть расход охлаждающей воды, чтобы при работе с новым электродвигателем сохранить подачу компрессора н максимальное давление воздуха? Какова температура воздуха в конце сжатия после замены электродвигателя? Перепал температуры охлаждающей воды /11= 1О К.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
