Решение а Аналитическое решение

• Название: Решение а Аналитическое решение
• Дата: 20.06.2021
• Размер: 484.07 Kb.
• Имя файла: 1673154433 (3).docx
• Тип: Задача; #219242
• страница: 1 из 3

Задача № 1

Для тушения пожара в сушильной печи предусмотрена установка парового пожаротушения с ручным пуском. В распределительный (перфорированный) трубопровод установки при пожаре подается водяной пар из технологического трубопровода с абсолютным давлением р₁, МПа, и степенью сухости х.

Определить скорость истечения пара w, м/с, и необходимое количество отверстий диаметром d, м, в паропроводе для подачи в помещение пара в количестве G, кг/с. Коэффициент скорости отверстия φ = 0,9; коэффициент расхода отверстия μ = 0,75. Барометрическое давление р = 0,1 МПа.

Решить задачу аналитически (принимая пар за идеальный газ) и графоаналитически (используя is-диаграмму водяного пара).

Исходные данные:

; ;

; ;

; ;

Найти:

;

Решение:

а) Аналитическое решение

1. Вычисляем показатель адиабаты:

𝑘 = 1,035 + 0,1 ∙ 0,9 = 1,125

2. Критическое отношение давлений:



3.Отношение давлений:



Удельный объем пара находим по таблице термодинамических свойств водяного пара:

v₁ = 1,05 м³/кг

Площадь отверстия



Расход пара из одного отверстия





Скорость истечения:



4. Количество отверстий в распределительном трубопроводе:



б) Графоаналитическое решение

По 𝑖𝑠- диаграмме определяем:

𝑖₁ = 2475,5 кДж/кг; 𝑖₂ = 2475 кДж/кг; v₂ = 0,1 м³/кг.

Расход пара из одного отверстия



Скорость истечения



Полученные результаты с достаточной степенью точности совпадают с

аналитическими значениями.

Задача № 2

Поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по циклу Тринклера, со смешанным подводом теплоты, имеет следующие характеристики цикла:

- степень сжатия ;

- степень повышения давления ;

- степень предварительного расширения .


Принимая в качестве рабочего тела 1 кг газовой смеси заданного массового состава с начальными параметрами р₁=0,1 МПа и Т₁=293 К, определить:

- параметры состояния (р, ν, Т) в характерных точках цикла;

- для каждого процесса, входящего в цикл:

- количество подводимой и отводимой теплоты q;

- изменение внутренней энергии ∆u;

- изменение энтальпии ∆i;

- изменение энтропии ∆s;

- совершаемую или затрачиваемую работу l;

- работу цикла l_ц и термический КПД η.

Результаты расчётов свести в таблицы.

Исходные данные:

; ;

; ; ;

; ;

;
Решение:

Определим молекулярные массы компонентов смеси:









Определим молекулярную массу смеси





Определим газовую постоянную смеси:



Определим газовые постоянные компонентов:









Определим удельные теплоемкости компонентов



;

;

;

;

Определим удельную теплоемкость смеси при постоянном давлении





Определим удельную теплоемкость смеси при постоянном объеме





Определим показатель адиабаты рабочего тела:



Определим параметры тела в узловых точках:

Параметры в точке 1:

;

Определим удельный объем:



Параметры в точке 2:

Определим удельный объем:



Определим давление:



Определим абсолютную температуру:



Параметры в точке 3:

Определим давление:



Определим удельный объем:



Определим абсолютную температуру:



Параметры в точке 4:

Определим давление:



Определим удельный объем:



Определим абсолютную температуру:



Параметры в точке 5:

Определим удельный объем:



Определим давление:



Определим абсолютную температуру:



Полученные даные занесем в таблицу.
Таблица 1

Точки	р, МПа	v, м3/кг	Т, К
1	0,1	0,861	293
2	3,09	0,072	757
3	7,11	0,072	1741
4	7,11	0,086	2080
5	0,3	0,861	867

Определим изменение внутренней энергии в процессах цикла.











Определим изменения энтальпии в процессах цикла.











Определим изменения энтропии в процессах цикла.

- так как в процессе 1-2 s-const.





- так как в процессе 4-5 s-const.



Определим работу в процессах цикла.



, так как в процессе 2-3 v-const





, так как в процессе 5-1 v-const.

Определим работу за цикл:



Определим подводимую теплоту:







Определим отведенную теплоту:



Полученные даные занесем в таблицу.
Таблица 3

Процесс	∆u, кДж	∆i, кДж/кг	∆s, кДж/кг·К	l, кДж/кг	q, кДж/кг
1-2	357,8	494,4	0	-357,8	0
2-3	758,8	1048,5	642,2	0	758,8
3-4	249,1	354,8	189,6	99,5	354,8
4-5	-935,3	-1292,5	0	935,3	0
5-1	-442,6	-611,6	-831,8	0	-442,6
Сумма за цикл	0	0	0	671	671

Опредлим термический КПД цикла:



Чтобы построить 𝑇 − 𝑆 диаграмму, необходимо сначала вычислиv значения энтропии для каждой характерной точки цикла. Энтропию в точке 1 вычислим по формуле:











Построим цикл в р-ν и Т-s координатах в масштабе.



Задача №3

Стальной трубопровод диаметром мм, по которому течет масло, покрыт слоем изоляции толщиной δ₂ = 50мм. Коэффициент теплопроводности материала трубопровода λ₁ и коэффициент теплопроводности изо­ляции λ₂ находятся из справочных таблиц. Средняя температура масла на рассматриваемом участке трубопровода t_ж1. Температура окружающего воздуха t_ж2. Коэффициент теплоотдачи от масла к стенке α₁ =100 Вт/(м²·К) и от поверхности трубопровода к воздуху α₂ = 8 Вт/(м²·К).

Определить потери тепла с погонной длины 1 м оголенного трубопровода и трубопровода, покрытого изоляцией.

Исходные данные:

; ;

; ;

; ;

;

Материал – минеральная вата.

Найти:

;

Решение:

Коэффициент теплопроводности материала трубопровода λ₁ и коэффициент теплопроводности изо­ляции λ₂ найдем из справочных таблиц.





Определить потери тепла с погонной длины 1 м оголенного трубопровода:





Определить потери тепла с погонной длины 1 м изолированого трубопровода: