Задача № 3.

Начальное состояние водяного пара задано температурой t₁ = 180 °С и степенью сухости х₁ = 0, 76. Процесс подвода теплоты 1 – 2 происходит при p = const до температуры t₂ = 430 °С. В дальнейшем расширение происходит при t₂ = t₃ = 430 °С = const до тех пор, пока удельный объём не увеличивается до ν ₃ = 0, 6 м³/кг. Заключительный процесс 3 – 4 является изоэнтропным и пар расширяется до температуры в точке 4, равной t₄ = 30 °С.

Найти все недостающие параметры в каждой из характерных точек Т1, Т2, Т3, Т 4 (t _н; р; r; ν; ν '; ν "; ρ "; h; h'; h"; s; s'; s").

Представить процессы в hs - и Ts- диаграммах.

Найти: точки Т1, Т2, Т3, Т 4 (р; r; ν; ν '; ν "; ρ "; h; h'; h"; s; s'; s").

Решение:

На hs-диаграмме для водяного пара находим точку Т1:

Остальные параметры находим по таблицам для насыщенного водяного пара по температуре и давлению (табл. XIII, XIV, стр.324-330, О.М. Рабинович, Сборник задач по технической термодинамике, 1973г.)

h = 3320 кДж/кг - энтальпия перегретого пара

h' = 763, 1 кДж/кг - энтальпия насыщенной жидкости

h" = 2778 кДж/кг - энтальпия сухого насыщенного пара

s = 5, 5 кДж/(кг·К) - энтропия пара

s' = 2, 1395 кДж/(кг·К) - энтропия насыщенной жидкости (кипящей воды)

s" = 6, 5858 кДж/(кг·К) - энтропия сухого насыщенного пара

р = 10 бар или 1 МПа - давление перегретого пара

ν = 0, 18 м³/кг - удельный объём перегретого пара

ν ' = 0, 0011275 м³/кг - удельный объём кипящей воды

ν " = 0, 1939 м³/кг - удельный объём сухого насыщенного пара

r = 2015 кДж/кг - скрытая теплота парообразования

ρ " = 5, 157 кг/м³ - плотность жидкости

На hs -диаграмме для водяного пара находим точку Т2:

Остальные параметры также, как и для точки Т1, находим по таблицам для насыщенного водяного пара по температуре и давлению (табл. XIII, XIV, стр.324-330, О.М. Рабинович, Сборник задач по технической термодинамике, 1973г.)

h = 3330 кДж/кг - энтальпия перегретого пара

h' = 763, 1 кДж/кг - энтальпия насыщенной жидкости

h" = 2778 кДж/кг - энтальпия сухого насыщенного пара

s = 7, 55 кДж/(кг·К) - энтропия пара

s' = 2, 1395 кДж/(кг·К) - энтропия насыщенной жидкости (кипящей воды)

s" = 6, 5858 кДж/(кг·К) - энтропия сухого насыщенного пара

р = 10 бар или 1 МПа - давление перегретого пара

ν = 0, 35 м³/кг - удельный объём перегретого пара

ν ' = 0, 0011275 м³/кг - удельный объём кипящей воды

ν " = 0, 1939 м³/кг - удельный объём сухого насыщенного пара

r = 2015 кДж/кг - скрытая теплота парообразования

ρ " = 5, 157 кг/м³ - плотность жидкости

На hs -диаграмме для водяного пара находим точку Т3:

По таблицам для насыщенного водяного пара находим остальные параметры для Т3:

h = 3320 кДж/кг - энтальпия перегретого пара

h' = 640, 1 кДж/кг - энтальпия насыщенной жидкости

h" = 2749 кДж/кг - энтальпия сухого насыщенного пара

s = 7, 88 кДж/(кг·К) - энтропия пара

s' = 1, 860 кДж/(кг·К) - энтропия насыщенной жидкости (кипящей воды)

s" = 6, 822 кДж/(кг·К) - энтропия сухого насыщенного пара

р = 5 бар или 0, 5 МПа - давление перегретого пара

ν = 0, 8 м³/кг - удельный объём перегретого пара

ν ' = 0, 0010927 м³/кг - удельный объём кипящей воды

ν " = 0, 3747 м³/кг - удельный объём сухого насыщенного пара

r = 2109 кДж/кг - скрытая теплота парообразования

ρ " = 2, 669 кг/м³ - плотность жидкости

На hs -диаграмме для водяного пара находим точку Т4:

По таблицам для насыщенного водяного пара находим остальные параметры для Т4:

h = 2340 кДж/кг - энтальпия перегретого пара

h' = 101, 04 кДж/кг - энтальпия насыщенной жидкости

h" = 2545 кДж/кг - энтальпия сухого насыщенного пара

s = 7, 9 кДж/(кг·К) - энтропия пара

s' = 0, 3546 кДж/(кг·К) - энтропия насыщенной жидкости (кипящей воды)

s" = 8, 576 кДж/(кг·К) - энтропия сухого насыщенного пара

р = 0, 03 бар или 0, 003 МПа - давление перегретого пара

ν = 35 м³/кг - удельный объём перегретого пара

ν ' = 0, 0010028 м³/кг - удельный объём кипящей воды

ν " = 45, 66 м³/кг - удельный объём сухого насыщенного пара

r = 2444 кДж/кг - скрытая теплота парообразования

ρ " = 0, 02190 кг/м³ - плотность жидкости.