Перегретый водяной пар массой 1ºкг с начальными параметрами р1 = 5,0 МПа и t1 = 350ºС в сопле

Перегретый водяной пар массой 1ºкг с начальными параметрами р1 = 5,0 МПа и t1 = 350ºС в сопле (Решение → 37558)

Перегретый водяной пар массой 1ºкг с начальными параметрами р1 = 5,0 МПа и t1 = 350ºС в сопле Лаваля изоэнтропно (адиабатно) расширяется до давления р2 = 0,12 МПа. Определить параметры пара в конце расширения, а также работу и изменение внутренней энергии. Представить качественный график процесса в is- диаграмме.



Перегретый водяной пар массой 1ºкг с начальными параметрами р1 = 5,0 МПа и t1 = 350ºС в сопле (Решение → 37558)

По is-диаграмме находим параметры пара в точке 1 (в начале процесса), с координатами p1 = 5 МПа и t1 = 350ºС.В этой точке температура t1 = 350ºС. удельный объем v1 = 0.052 м3/кг; энтальпия i1 = 3069 кДж/кг, энтропия s1 = 6,452 кДж/(кг·К). Внутренняя энергия пара в начале процессаu1 = i1 - p1v1 = 3069 – 5000*0.052 = 2809 кДж/кг.Пар расширяется по адиабате (s = const), поэтому s2 = s1 = 6,452 кДж/(кг·К)/
При этом в конце процесса при давлении p2 = 0,12 МПа он будет влажным .
Параметры пара в точке 2 (s2 = 6,452 кДж/(кг·К), p2 = 0,12 МПа)
Находим эту точку на is-диаграмме и определяем остальные параметры пара в этой точке (в конце процесса). давление р2 = 0,12 МПа = 120 кПа;удельный объем v2 = 1,2 м3/кг; энтальпия i2 = 2376 кДж/кг, температура
t2 = 49,2ºС; влажность х2 = 0,86Внутренняя энергия пара в конце процессаu2 = i2 – p2v2 = 2376 – 120*1,2 = 2232 кДж/кг;Изменение внутренней энергии пара в ходе процессаΔu = u2 = u1 = 2232 – 2809 = -577 кДж/кг;Так как теплообмен в ходе процесса отсутствует, то q = 0 и вся работа совершается за счёт внутренней энергии пара, поэтому
l = - Δu = -(-577) = 577

.
Параметры пара в точке 2 (s2 = 6,452 кДж/(кг·К), p2 = 0,12 МПа)
Находим эту точку на is-диаграмме и определяем остальные параметры пара в этой точке (в конце процесса). давление р2 = 0,12 МПа = 120 кПа;удельный объем v2 = 1,2 м3/кг; энтальпия i2 = 2376 кДж/кг, температура
t2 = 49,2ºС; влажность х2 = 0,86Внутренняя энергия пара в конце процессаu2 = i2 – p2v2 = 2376 – 120*1,2 = 2232 кДж/кг;Изменение внутренней энергии пара в ходе процессаΔu = u2 = u1 = 2232 – 2809 = -577 кДж/кг;Так как теплообмен в ходе процесса отсутствует, то q = 0 и вся работа совершается за счёт внутренней энергии пара, поэтому
l = - Δu = -(-577) = 577