Найти удельный объем влажного насыщенного пара

Energy
education

сайт для тех, кто хочет изучать энергетику

Термодинамика и тепломассообмен

Агрегатное состояние вещества

Агрегатное состояние — состояние вещества, характеризующееся определёнными качественными свойствами — способностью или неспособностью сохранять объём и форму, наличием или отсутствием дальнего и ближнего порядка и другими. Изменение агрегатного состояния сопровождается скачкообразным изменением свободной энергии, энтропии, плотности и других основных физических свойств.

Примеры решения задач по теме «Водяной пар»

1. Определить энтальпию, удельный объем и энтропию и внутреннюю энергию пара, если дано: $p = 0.5$ МПа, $x = 0.9$.

2. Определить энтальпию, удельный объем, энтропию и внутреннюю энергию пара, если дано: $t = 5$ °С, $x = 0.7$.

3. Найти давление, удельный объем и плотность воды, если она находится в состоянии кипения и температура ее равна $200$ °C.

4. На паропроводе насыщенного пара установлен термометр, показывающий $t = 170$ °С. Определить, каково было бы показание манометра на этом паропроводе. Атмосферное давление принять равным $1$ ат.

5. При постоянном давлении $p = 1.0$ МПа смешиваются две порции водяного пара. Масса пара первой порции $M_1 = 200$ кг, его степень сухости $x_1 = 0.85$. Масса пара второй порции $M_2 = 80$ кг, степень сухости $x_2 = 0.10$. Определить степень сухости пара в образовавшейся смеси и его полную энтальпию $Н$ (кДж).

6. В сосуде находится влажный насыщенный пар. Его масса $М = 100$ кг и параметры $t_1= 220$ °C, $x_1= 0.64$. В сосуде отсепарировано и удалено $20$ кг воды, причем давление все время поддерживалось постоянным. Определить параметры $p$, $v$, $h$, $s$ оставшегося в сосуде пара.

7. В барабане котельного агрегата находится кипящая вода и над ней водяной пар под давлением $р = 9$ МПа (давление абсолютное). Масса воды $М = 5000$ кг. Объем барабана $V = 8$ м 3 . Какова масса пара, находящегося над зеркалом испарения, если пар считать сухим насыщенным?

8. Определить параметры $t$, $v$, $h$, $s$ и $u$ влажного насыщенного пара, если его давление (абсолютное) $p = 0.2$ бар, а степень сухости $x = 0.95$.

9. Определить объем резервуара, заполненного влажным паром со степенью сухости $x = 0.9$, если масса пара $M = 160$ кг, а температура в резервуаре $t = 120$ °С.

10. Определить теплоту парообразования $r$ при абсолютном давлении $p = 1$ MПа.

11. По трубопроводу течет водяной пар при давлении $p = 20$ бар и степени сухости $x = 0.96$ со скоростью $W = 10$ м/с. Расход пара $М = 5000$ кг/ч. Определить внутренний диаметр трубы.

12. Определить состояние водяного пара при $p = 15$ бар, если на его получение из воды с температурой $0$ °С было затрачено $2400$ кДж/кг теплоты.

13. В закрытом сосуде объемом $10$ м 3 находится влажный насыщенный водяной пар с абсолютным давлением $p = 1.8$ МПа. В объеме пара содержится $50$ кг жидкости. Определить массу паровой фазы в сосуде и степень сухости пара.

14. Определить расход тепла в пароперегревателе котельного агрегата на $1$ кг пара, если параметры при входе $p = 80$ бар и $x_1 = 0.95$; при выходе $t = 500$ °C.

Администратор сайта: Колосов Михаил
email:
Copyright © 2011-2021. All rights reserved.

Источник статьи: http://www.energyed.ru/Term/TermSolution07

Методика решения задачи. Удельный объем влажного пара можно определить по выражению

Удельный объем влажного пара можно определить по выражению

v_{х =} х v”+ (1–х) v’ , /кг.

Величины v’ и v” можно определить по таблице воды и водяного пара в состоянии насыщения [2, 3]. Умножив удельный объем на вес вещества, получим полный объем пара.

По аналогичной методике решить следующие задачи:

Задача 1. Сколько весит 10 влажного пара при давлении 7 ата и влажности 12 %?

Ответ: G = 40,82 кг.

Задача 2. Найти степень влажности пара при 6 ата, если его удельный объем равен 0,295 /кг.

Задача 3. Найти удельный объем пара при 10 ата, если он: а) сухой; б) влажный при х = 75 %.

Ответ: v”= 0,198 /кг; v_х = 0,149 /кг.

Задача 4. Найти объем влажного пара весом 10 кг при давлении
р = 8,7 ата и степени сухости х = 0,9.

Ответ: V = 2,04 .

Задача 5. Подсчитать вес 400 пара давлением 12 ата при температуре t = 300 о С.

Рекомендуемая литература

1. Трухний А.Д., Макаров А.А., Клименко В.В. Основы современной энергетики. Часть 1. – М.: МЭИ, 2002.– 367 с.

2. Александров А.А., Григорьев Б.А.. Таблица теплофизических свойств воды и водяного пара. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006. – 168 с.

3. Ривкин С.Л., Александров А.А.. Теплофизические свойства воды и водяного пара. – М.: Энергия, 1980. – 423 с.

Источник статьи: http://helpiks.org/5-9487.html

Как правильно определять основные физико-химические характеристики водяного пара

Расчет степени насыщенности и удельного объёма водяного пара

Задача 37.
Водяной пар при атмосферном давлении имеет температуру t = 126,09 0 С. Определить степень его насыщенности и удельный объем.
Решение:
По таблицам теплофизических свойств водяного пара находим, что температуре t = 126,09 0 С соответствует давление насыщения Р_н = 2,4 . 10 -5 Па. По формуле:
= Р_i/Р_н, где

ф — степень насыщенности; Рi — давление водяного пара, 101325 Па; Рн — давление насыщенного пара при заданной температуре.

= (1,01325 . 10-5)/(2,4 . 10-5) = 0,422.

Удельный объем пара рассчитаем по формуле:

Ri – газовая постоянная водяного пара, равная 461,58 Дж/(кг . К); T – температура пара, К.

v_i = (R_i . T)/Р_i = [461,58 . (126,09 + 273)]/(1,01325 . 10-5) = 1,818 м 3 /кг.

Ответ: = 0,422; v_i = 1,818 м 3 /кг.

Определение удельной энтальпии водяного пара

Задача 38.
Пар при температуре t = 85,95 0 С имеет удельный объем vп = 2,732 м 3 /кг. Определить удельную энтальпию пара.
Решение:
1. Находим плотность пара по формуле:

Р_п = 1/vi = 1/2,732 = 0,366 кг/м 3 .

2. Расчет степени сухости пара

Согласно таблличным данным, температуре t = 85,95 0 С соответствует плотность насыщенного пара рн = 0,366 кг/м 3 . Поскольку рп = рн, то в задаче задан сухой пар. По формуле = Р_п/Р_н ) находим степень сухости пара:

= 0,366/0,366 = 1.

= 1, что соответствует сухому насыщенному пару.

3. Расчет энтальпии пара

Расчет энтальпии пара проводим по формуле:

i_x = i’ * r * , где

i’ — удельная энтальпия кипящей воды; r — удельная теплота парообразования; — степень сухости влажного пара; ix — энтальпия пара.

По таблице приложения для t = 85,95 0С определяем удельную энтальпию кипящей воды и удельную теплоту парообразования i_x = 359,93 кДж/кг, r = 2293,64 кДж/кг.

i_x = 359,93 . 2293,64 . 1 = 825549,8452 кДж/кг.

Ответ: i_x = 825549,8452 кДж/кг.

Относительная упругость, плотность и давление перегретого пара

Задача 39.
Относительная упругость пара при температуре t = 150 0 С составляет ф = 80%. Определить плотность и удельную энтальпию пара.
Решение:
Пар, заданный в задаче, – перегретый. По таблице приложения для температуры t = 150 0 С определяем давление насыщения и плотность насыщенного пара: Р_н = 476000 Па, Р_п = 2,547 кг/м 3 .

1. Расчет плотности заданного пара

Плотности заданного пара находим по формуле:

= Р_i/Р_н, где

Р_i — плотность заданного пара; рн = плотность насыщенного пара.

Р_i = . Р_н = 0,8 . 2,547 = 2,0376 кг/м 3 .

2. Расчет давления перегретого пара

Давления перегретого пара рассчитаем по формуле:

= Р_t/Р_н, где

— относительная упругость пара при заданной температуре; рп =давление насыщенияпара.

Р_t = . Р_п = 0,8 . 476000 = 380800 кг/м 3 .

По таблице приложения находим, что такое давление является насыщенным при температуре t_н = 119,7 2 0 С. Таким образом, пар перегрет от температуры насыщения tн = 119,7 0 С до температуры t = 150 0 С. По таблице определяем удельную теплоемкость пара для этого диапазона температуры, которая оказывается равной сп = 2,114 кДж/(кг . К). По табл. 1 приложения для tн = 119,7 0 С находим удельную энтальпию насыщенного пара i’ = 2704,59 кДж/кг.

3. Расчет удельной энтальпии перегретого пара

По формуле [i_t = i’ . С_п(t -t’)] рассчитываем удельную энтальпию перегретого пара, получим:

i_t = 2704,59 . 2,114(150 -119,7) = 173240,34 кДж/кг.

Ответ: Рi = 2,0376 кг/м 3 ; i_t = 173240,34 кДж/кг.

Источник статьи: http://buzani.ru/zadachi/fizicheskaya-khimiya/1665-svojstva-vodyanogo-para-zadachi-37-39

Решение. где – удельный объем влажного пара

Масса влажного пара

где – удельный объем влажного пара.

Удельные объемы кипящей воды и сухого насыщенного пара при заданном давлении, равном давлению насыщения, находятся по таблицам термодинамических свойств (прил. 2):

8.9. Какой объем занимают 150 кг влажного водяного пара при давлении p = 175 бар и степени сухости x = 0,9? Насколько больший объем занимали бы 150 кг сухого насыщенного пара при том же давлении?

Ответ: V = 1,1003 м 3 ; ΔV = 0,0923 м 3 .

8.10. 8 кг влажного водяного пара занимают объем 0,277 м 3 при давлении 30 бар. Определить степень его сухости.

8.11. В барабане парового котла находится влажный водяной пар при давлении 180 бар. Во сколько раз масса кипящей воды превышает массу сухого насыщенного пара, если вода занимает объем 2 м 3 , а пар – 3 м 3 ?

Ответ: раза.

8.12. В резервуаре находятся 10 т воды при давлении 12 бар и температуре насыщения. Определить объем этого резервуара, если 10 % от объема резервуара занимает пар.

Ответ: V = 12,22м 3 .

8.13.Параметры пара в котле p₁ = 20 бар, t₁ = 300 о С. При закрытых вентилях давление пара падает до p₂ = 18 бар. Определить параметры пара в конечном состоянии и количество теплоты, отданное 1 кг пара.

Источник статьи: http://studopedia.ru/9_92173_reshenie.html