Материал: Жданов-18.70

где G – массовый расход газа или пара, кг/с;

22. – удельный объем газа или пара, м³/кг; f – площадь данного сечения сопла, м²;

с – скорость потока в рассматриваемом сечении, м/с.

По равенству (1.25) можно определять массовый расход или площадь данного сечения сопла.

Если адиабатное истечение газа или пара происходит при отношении давлений р₂/р₁ больше критического значения (р₂/р₁)_кр, то применяют сужи-вающееся сопло. В этом случае теоретическая скорость истечения определяется по формуле, м/с [7]:

			k							k 1
													(1.26)
c	2	2				BT 1	(p	2	/p ) k
			k	1		2			1

Для водяного пара скорость истечения определяют по выражению:

c ₂ 44,76 h₁ h₂ , (1.27)

где h₁ и h₂ – соответственно энтальпия, кДж/кг, пара в начале и в конце адиабат-ного процесса истечения, значения энтальпии определяются по hs-диаграмме.

Критическое отношение давлений для двухатомных газов, в том числе для воздуха (k = 1,4), равно 0,528, а для перегретого водяного пара – 0,546.

Если истечение происходят при р₂/р₁ < (р₂/р₁)_кр, то применяют расши-ряющееся сопло Лаваля, где скорость в выходном сечении сопла достигает сверхкритических (сверхзвуковых) значений. В этом случае скорость на выходе из сопла определяется по формулам (1.26) – (1.27), а критическая скорость в минимальном сечении для двухатомных газов – по формуле:

21

cкр 1,08 p1v1 ,			(1.28)

или

cкр 1,08 RT1

(1.29)

Для перегретого пара:

c кр 44, 76 h 1 hкр ,

(1.30)

где h_кр – энтальпия пара в минимальном сечении сопла в конце адиабатного процесса расширения пара до критического давления р_кр = 0,546р₁, определяет-ся по hs-диаграмме.

Площадь минимального сечения Лаваля может быть определена по урав-нению неразрывности потока:

fmin	Mvкр	,	(1.31)
	cкр

Величина v_кр для пара может быть определена по hs-диаграмме.

Задачи № 23 и 24

При политропном сжатии работа одноступенчатого идеального компрес-сора определяется по выражению [5], кДж/с:

					m 1
	p1 v1		p2
					m
L				1 ,			(1.32)
	m 1		p1

где р₁ и р₂ – абсолютное давление в процессах всасывания и нагнетания, кПа; V₁ = V_nn – подача компрессора при условиях всасывания, м³/с.

22

Теоретическая мощность привода компрессора в m раз больше L, т. е.

N_т = m ∙ L.

Работа, отнесенная к 1 м³ всасываемого газа, кДж/м³,

	m		m 1
l					1 ,	(1.33)
	m 1 p1		m

где для одноступенчатого компрессора β = р₂/р₁ для двухступенчатого – l = l_I + l_II.

При определении lI и lII _I p _пром / р₁ , _II p ₂ / p_пром .

Задачи № 25 – 29

Цикл вычерчивается в pv- и Ts-диаграммах с обозначением всех переход-ных точек цикла. Так как в теоретических циклах поршневых двигателей внут-реннего сгорания и газотурбинных установках процессы сжатия и расширения являются адиабатными, то основные параметры в точках этих процессов могут быть определены по зависимостям между начальными и конечными парамет-рами адиабатного процесса (см. указания к задачам 1 – 11).

• задачах 26 и 27 неизвестные значения температуры в соответствующих точках процесса определяются по формуле теплоты данного процесса. В ряде точек цикла неизвестный параметр состояния рабочего тела определяется по

уравнению состояния идеального газа. Если в данной задаче определены тер-мический КПД η_t и удельная полезная работа l_о, то удельное количество подве-денной теплоты в цикле q₁ = l₀/η_t, а отведенной – q₂ = q₁ – l₀.

Задача № 30

Термический КПД теоретического паросилового цикла (цикла Ренкина)

t	h1	h	2	,	(1.34)
	h1	h	2

где h₁ – энтальпия пара в начале адиабатного процесса расширения пара в па-ровом двигателе. Значение h₁ определяется по hs-диаграмме по заданным на-чальным параметрам пара [1];

23

h₂ – энтальпия пара в конце адиабатного процесса расширения пара (точка

2. находится на пересечении линии расширения s₁ = const с изобарой р₂ заданно-го давления в конденсаторе);

h₂ – энтальпия кипящей жидкости (конденсата) при заданном давлении в

конденсаторе.

Контрольная работа 2

ОСНОВЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ