Водяной пар, имея начальные параметры Р1 = 2 МПа и степень сухости х1= 0,9 нагревается при постоянном давлении до температуры t2 = 5000С (процесс 1-2)

19 марта 2025
Теплоэнергетика и теплотехника

Условие:

Водяной пар, имея начальные параметры Р₁= 2 МПа и степень сухости х₁= 0,9 нагревается при постоянном давлении до температуры t₂ = 5000С (процесс 1-2) , затем дросселируется до давления Р₂ = 0,7 МПа (процесс 2-3 ).

При давлении Р₂ пар попадает в сопло Лаваля, где расширяется до давления Р₃ = 0,05 МПа (процесс 3-4). Определить, используя hS-диаграмму водяного пара:

- количество теплоты, подведенное к пару в процессе 1-2;

- изменение внутренней энергии и конечную температуру дросселирования t₃ в процессе 2-3;

- конечные параметры и скорость пара на выходе из сопла Лаваля;

- расход пара в процессе изоэнтропного (адиабатного) истечения 3-4, если площадь минимального сечения сопла f_min = 80 cм².

Все процессы показать в hS -диаграмме.

Решение:

Для решения задачи воспользуемся h-S диаграммой для водяного пара.

Начальное состояние пара находим на пересечении изобары Р₁ = 2 МПа и линии постоянной степени сухости Х₁ = 0,9 точка 1. Энтальпия в этой точке h₁ = 2610 кДж/кг; энтропия S₁ = 5,94 кДж/(кг*К); удельный объём ₁= 0,085 м³/кг.

В области влажного пара изотермы совпадают с изобарами, поэтому для нахождения температуры двигаемся по изобаре Р₁ до линии Х₀ = 1 - изотерма, проходящая через точку пересечения будет температурой в точке 1: t₁ = 215⁰С.

Далее происходит изобарный нагрев пара (процесс 1-2).

Двигаемся по изобаре Р1 = 2...