Для решения данной задачи, давайте разберем все шаги по порядку.
Шаг 1: Определение массового расхода (Gо)
Для начала, мы можем использовать уравнение для мощности, чтобы найти массовый расход (Gо):
\[
N = G
o \cdot (h1 - h_2)
\]
где:
- \(N\) — мощность (в ваттах),
- \(G_o\) — массовый расход (в кг/с),
- \(h_1\) — энтальпия на входе (в Дж/кг),
- \(h_2\) — энтальпия на выходе (в Дж/кг).
Для определения энтальпий \(h
1\) и \(h2\) нам нужно знать свойства пара при заданных давлениях и температурах.
Ша...
Для этого воспользуемся таблицами термодинамических свойств воды и пара.
1. :
- Найдем энтальпию \(h_1\) для пара при этих условиях. По таблицам, для \(Р = 130\) ата и \(Т = 550\) °C, мы получаем:
\[
h_1 \approx 1,200,000 \text{ Дж/кг}
\]
2. :
- Найдем энтальпию \(h_2\) для пара при давлении 6 кПа. Это будет состояние насыщенного пара:
\[
h_2 \approx 40,000 \text{ Дж/кг}
\]
Теперь подставим значения в уравнение для мощности:
\[
100 \times 10^6 = G_o \cdot (1,200,000 - 40,000)
\]
\[
100 \times 10^6 = G_o \cdot 1,160,000
\]
Теперь решим это уравнение для \(G_o\):
\[
G_o = \frac{100 \times 10^6}{1,160,000} \approx 86.21 \text{ кг/с}
\]
КПД (η) можно определить как отношение полезной работы к затраченной энергии. В данном случае, мы можем использовать следующее уравнение:
\[
\eta = \frac{N}{G1 - h_2)}
\]
Подставим известные значения:
\[
\eta = \frac{100 \times 10^6}{86.21 \cdot (1,200,000 - 40,000)}
\]
\[
\eta = \frac{100 \times 10^6}{86.21 \cdot 1,160,000} \approx 0.999
\]
Для построения процесса расширения, мы можем использовать диаграмму давления-энтальпии (P-h) или давление-объем (P-V).
1. Начальная точка (Ро = 130 ата, То = 550 °C).
2. Конечная точка (Рк = 6 кПа, h2 = 40,000 Дж/кг).
На диаграмме мы можем провести линию от начальной точки до конечной, показывая процесс расширения.
Если мы увеличим давление до 200 ата, то нам нужно будет снова найти энтальпию \(h_1\) для нового состояния:
1. :
- Найдем \(h_1\) для этих условий. По таблицам, для \(Р = 200\) ата и \(Т = 550\) °C, мы получаем:
\[
h_1 \approx 1,300,000 \text{ Дж/кг}
\]
Теперь можно повторить шаги 3 и 4 для нового состояния, чтобы найти новый массовый расход и КПД.
Таким образом, мы определили массовый расход \(G_o \approx 86.21 \text{ кг/с}\) и КПД \(\eta \approx 0.999\). Построение процесса расширения можно выполнить на диаграмме P-h или P-V, показывая начальное и конечное состояния.
