150822 (732822), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Задача № 1.2-18.1 кг пара расширяется адиабатно от начальных параметров Р1 = 30 бар и t1 = 300 °C до Р2 = 0,5 бар. Найти значения h2, v2, x2, Δh, Δu и работу расширения. Представить процесс в P – V, h – S и T – S координатах.
Пример. От 1 кг сухого насыщенного пара при постоянной температуре Т = 523 К отводится тепло, так что в конце процесса его объем становится равным v = 0,020775 м3/кг. Определить конечное состояние, количество отведенного тепла, изменение внутренней энергии и работу пара. Изобразить процесс в P – V, h – S и T – S координатах.
Решение. По известному объему v' < v2 < v" и температуре определяем (см. таблицы № 5, № 6 приложения), что пар в конце процесса влажный.
Параметры сухого насыщенного пара и кипящей воды соответственно равны: v' = 0,00125 м3/кг; v" = 0,05006 м3/кг; h' = 1085,7 кДж/кг; h" = 2801 кДж/кг; S' = 2,7934 кДж/(кг×К); S" = 6,0721 кДж/(кг×К); r =1715 кДж/кг.
Находим степень сухости пара:
X = (v2 – v') /(v" – v') = (0,020775 – 0,00125) /(0,05006 – 0,00125) = 0,4000.
Энтальпия и энтропия пара в конце процесса определяются как:
h2 = h"X + h'(1 – X) = 2801 × 0,4000 + 1085,7 × (1 – 0,4000) = 1771,8 кДж/кг.
S2 = S"X + S'(1 – X) = 6,0721 × 0,4000 + 2,7934 × (1 – 0,4000) = 4,1049 кДж/(кг×К).
Количество отведенного тепла q и изменение внутренней энергии ΔU находим:
q = T(S2 – S1) = 523 К × (4,1049 – 6,0721) = – 1028,8 кДж/кг.
ΔU = (h2 – P2v2) – (h1 – P1v1) = (1771,8 – 39,78 × 105 × 0,020775) – (2801 – 39,776 × 105 × 0,05006) = – 912,7 кДж/кг.
Работу пара найдем на основании первого начала термодинамики:
q = Δu + l lТ = q – Δu.
lТ = q – Δu = – 1028,8 – (– 912,7) = – 116,1 кДж/кг.
Состояние пара в координатах P –V, h – S и T – S находится на пересечении каких-либо двух линий, например T = Const и X = Const и так далее (см. рис. 1.5).
Рис. 1.5
Решение задач с помощью диаграмм.
Задача № 1.2-19. Пользуясь h – S диаграммой, определить параметры в конце каждого процесса (P, v, T, h, S, u), а также количество тепла и работу, если водяной пар при t1 = 200 °C и Р1 = 5 бар изотермически расширяется до v2 = 2 м3/кг, затем изохорно нагревается до t3 = 420 °C, далее изобарно нагревается до t4 = 600 °C и наконец, адиабатно расширяется до t5 = 250 °C. Изобразить процесс в P – V и T – S координатах.
Задача № 1.2-20.1 кг водяного пара при t1 = 150 °C и паросодержании Х1 = 0,9 изобарно нагревается до сухого насыщенного, затем изотермически расширяется до Р2 = 0,5 бар. Определить изменение внутренней энергии пара, количество подведенного тепла и работу пара. Изобразить процесс в P – V, h – S и T – S координатах.
Задача № 1.2-21. Определить конечные параметры состояния водяного пара (P, v, T, h, S, u) и количество тепла в процессах, если пар при Р1 = 16 бар и t1 = 470 °C изотермически сжимается до объема v2 = 0,06 м3/кг, затем изохорно нагревается до t3 = 620 °C и, наконец, адиабатно расширяется до v4 = 0,5 м3/кг. Изобразить процесс в P – V, h – S и T – S координатах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
