КР,ТЕРМОДИНАМИКА,В09,2022. Задача 1 2 Расчёт цикла двигателя внутреннего сгорания (двс) 7 Задача 2 7 Стационарная теплопроводность 19 Задача 3 19

• Название: Задача 1 2 Расчёт цикла двигателя внутреннего сгорания (двс) 7 Задача 2 7 Стационарная теплопроводность 19 Задача 3 19
• Дата: 10.04.2022
• Размер: 1.34 Mb.
• Имя файла: КР,ТЕРМОДИНАМИКА,В09,2022.docx
• Тип: Задача; #460241
• страница: 1 из 10

Оглавление

Расчёт скорости истечения и расхода газов и паров 2

Задача № 1 2

Расчёт цикла двигателя внутреннего сгорания (ДВС) 7

Задача № 2 7

Стационарная теплопроводность 19

Задача № 3 19

Нестационарная теплопроводность 25

Задача № 4 25

Вынужденная конвекция 28

Задача № 5 28

Свободная конвекция 32

Задача № 6 32

Определение безопасного расстояния между объектами по условиям пожарной безопасности 35

Задача № 7 35

Конструктивный расчет теплообменного аппарата 40

Задача № 8 40

Поверочный расчет теплообменного аппарата 44

Задача № 9 44

Термодинамика пожара в помещении 57

Задача № 10 57

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 61

Расчёт скорости истечения и расхода газов и паров

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= 0,24 МПа, и степенью сухости х=1.

Определить скорость истечения пара w, м/с, и необходимое количество отверстий диаметром d=4·10^-3 м, в паропроводе для подачи в помещение пара в количестве G=0,34 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).

Данные для расчётов приведены в таблице 1.
Таблица 1

Предпоследняя цифра шифра	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
р1, МПа	0,15	0,16	0,17	0,18	0,19	0,20	0,21	0,22	0,23	0,24
х	0,95	0,96	0,97	0,98	0,99	1	1	1	1	1
Последняя цифра шифра	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
d·103, м	4	5	6	3	4	5	6	5	4	3
G, кг/с	0,25	0,27	0,29	0,30	0,31	0,33	0,35	0,32	0,34	0,36

Решение:

Аналитическое решение

Устанавливаем режим истечения пара.



Критическое отношение давлений β_кр рассчитываем по соотношению (3.100) [1].

(1)

где показатель адиабаты для влажного насыщенного пара и сухого насыщенного пара.

Показатель адиабаты для влажного насыщенного пара и сухого насыщенного пара можно определить по формуле (5.32) [1].

В области влажного насыщенного пара:

(2)

где степень сухости.

В нашем случае,



Таким образом, для адиабаты, начинающейся или заканчивающейся на пограничной кривой пара (х=1), k=1,135.

Определяем так называемое критическое отношением давлений для данного газа из равенства (1)



Тогда



Если адиабатное истечение газа происходит при , то
теоретическая скорость истечения газа в устье суживающегося сопла
будет равна критической скорости и определяется по формуле

(3)

Удельный объем пара , м³/кг, находится по таблицам водяного пара, при этом принимается, что , [9, Приложение XI, с.275 ]

где – удельный объем сухого насыщенного пара.

Подставляя числовые данные в (3), определяем значение теоретическая скорость истечения газа в устье суживающегося сопла



С учетом потерь на трение реальная скорость истечения пара будет равна



Площадь одного отверстия



Расход пара через одно отверстие вычисляем по формуле

(4)

Определяем расход пара через одно отверстие по формуле (4) с учетом коэффициента расхода отверстия μ=0,75



Количество отверстий в распределительном трубопроводе определяется по соотношению:



где расход пара из одного отверстия, кг/с.

Графоаналитическое решение

Значение удельных энтальпий и , кДж/кг, а также удельного объема пара на выходе из отверстия ν₂, м³/кг, определяют по is-диаграмме водяного пара.

; ; ; ;

Расход пара из одного отверстия



Скорость истечения пара



Полученные результаты с достаточной степенью точности совпадают с аналитическими значениями.

;



Рис.1 К задаче 1