Дросселирование водяного пара

Исследование процесса дросселирования водного пара наглядно производится по i, S-диаграмме (рис. 38), в которой процесс мятия можно условно изобразить горизонтальной линией, так как горизонталь есть только вспомогательное построение для нахождения параметров состояния конечной точки и не имеет физического смысла в промежуточных точках.

 

Рис. 38. Дросселирование водяного пара

Пусть водяной пар дросселируется от состояния a до состояния c. От точки a до давления  разность энтальпий выражается отрезком ab; от точки c разность энтальпий выражается отрезком , который значительно меньше отрезка ab, т. е. работоспособность пара резко падает. Чем больше мятие пара, тем меньше его работоспособность. Из диаграммы видно, что если подвергается мятию перегретый пар (процесс 1–2), то

давление и температура уменьшаются, а объем, удельная энтропия и степень перегрева увеличиваются. При мятии пара высокого давления и небольшого перегрева (процесс 7–8) пар сначала переходит в сухой насыщенный, затем во влажный, потом опять в сухой насыщенный и снова перегретый. При дросселировании кипящей жидкости (процесс 5–6) она частично испаряется с увеличением степени сухости. При дросселировании влажного пара степень сухости его увеличивается (процесс 3–4).

Процесс дросселирования является необратимым процессом, который сопровождается увеличением удельной энтропии. С ростом удельной энтропии всегда понижается работоспособность газа или пара.

Контрольные вопросы

1. Какой процесс называется дросселированием и где он встречается?

2. Какие величины изменяются и какие остаются постоянными за суженным отверстием?

3. Уравнение процесса дросселирования.

4. Почему процесс дросселирования нельзя назвать изоэнтальпийным?

5. Как изменяется температура идеального газа при дросселировании?

6. Эффект Джоуля – Томсона и его уравнение.

7. Что такое дифференциальный и интегральный эффекты дросселирования?

8. Дросселирование реальных газов.

9. Что называется точкой и температурой инверсии?

10. Дифференциальный эффект Джоуля – Томсона для газов, подчиняющихся уравнению Ван-дер-Ваальса.

11. Когда и при каких условиях температура реального газа при дросселировании повышается, понижается и остается без изменения?

12. Исследование процесса дросселирования водяного пара по i, S-диаграмме.

13. Изменение работоспособности водяного пара при дросселировании.

Задача

Определить скорость и степень сухости водяного пара в выходном сечении, а также отношение расходов пара для двух сопл Лаваля:

1) пар на входе в сопло имеет параметры  и , а в выходном сечении сопла давление пара

2) перед поступлением в сопло пар дросселируется от заданного выше давления p₁ до давления а затем в сопле расширяется до давления

Решение

1) Определим располагаемое отношение давлений :

.

Давление в критическом сечении сопла Лаваля:

По i, S-диаграмме (рис. 39) параметры водяного пара в состоянии 1 при p₁ = 5 МПа и t₁ = 510 °C:

, , .

Критическая скорость:

.

Значения  – удельной энтальпии в критической точке и  – критического объема определяем на пересечении  и  (рис. 39).

По i, S-диаграмме параметры водяного пара в состоянии 2 при  и :

, ,

Скорость пара в выходном сечении сопла при :

.

2) Параметры пара в точке 1: , , .

По i, S-диаграмме параметры водяного пара в состоянии 1д при  и :

, , .

В процессе дросселирования , критическое давление , значения ;  определяем на пересечении  и .

Критическая скорость:

   

По i, S-диаграмме параметры водяного пара в состоянии 2д при  и :

, , .

Скорость пара в выходном сечении сопла при :

.

3) По условию задачи сопла имеют одинаковую площадь критического сечения  тогда отношение расходов пара для двух сопл Лаваля:

 

 

 

ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ

⇐ Предыдущая15161718192021222324Следующая ⇒

Поделиться: