Energy
education

сайт для тех, кто хочет изучать энергетику

Идеальный газ

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 "Процессы изменения состояния водяного пара"

1. Определить конечное давление, степень сухости и количество отведенной теплоты, если в закрытом сосуде объемом 3 м3 сухой насыщенный водяной пар охлаждается от начальной температуры t1=210 °С до конечной t2=60 °С.

Диаграмма h-s.
Диаграмма h-s.
Диаграмма t-s.
Диаграмма t-s.

2. Водяной пар при давлении p1=25 бар и степени сухости х=0.85 нагревается при постоянном давлении до 300 °С. Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии (в расчете на 1 кг пара). Изобразить процесс в диаграммах h-s и p-v.

Диаграмма h-s.
Диаграмма h-s.
Диаграмма p-v.
Диаграмма p-v.

3. Определить количество теплоты, сообщаемое пару, изменение внутренней энергии и работу расширения, если пар с температурой t=300 °С расширяется по изотерме от давления p1=50 бар до р2=1 бар. Задачу решить для 1 кг пара. Изобразить процесс в диаграммах h-s и T-s.

Диаграмма h-s.
Диаграмма h-s.
Диаграмма t-s.
Диаграмма t-s.

4. Определить характеристики h, u, s изобарного процесса водяного пара и, для сравнения, по формулам идеального газа. В начальной точке 1 процесса p1=0.1 МПа, t1=300 °C, в конечной точке 2 дана температура t2=350 °С. При решении использовать следующие зависимости для водяного пара: сvm0=1.372+0.00031111·t, кДж/(кг·К); cpm0=1.833+0.00031111·t, кДж/(кг·К). Изобразить процесс в диаграммах h-s и T-s.

Диаграмма h-s.
Диаграмма h-s.
Диаграмма t-s.
Диаграмма t-s.

5. Влажный насыщенный водяной пар с параметрами p1=0.1 МПа и x1=0.8 нагревается при постоянном давлении до состояния сухого насыщенного пара. Определить количество теплоты и другие характеристики процесса в расчете на 1 кг пара. Барометрическое давление рбар принять равным 750 мм.рт.ст.

Диаграмма h-s.
Диаграмма h-s.

6. Перегретый пар при давлении p1=20 бар и температуре t1=500 °С расширяется по адиабате до р2=0.1 бар. Определить по h-s диаграмме конечное состояние пара, изменение внутренней энергии, работу расширения и техническую работу. Изобразить процесс в диаграммах h-s, T-s и p-v.

Диаграмма h-s.
Диаграмма h-s.
Диаграмма t-s.
Диаграмма t-s.
Диаграмма p-v.
Диаграмма p-v.

7. Водяной пар с параметрами р1=10 МПа и t1=350 °C адиабатно расширяется до p2=0.1 МПа. Определить характеристики процесса в расчете на 1 кг пара.

Диаграмма h-s.
Диаграмма h-s.

8. Энтальпия влажного насыщенного пара при давлении p1=1.4 МПа составляет hx=2600 кДж/кг. Как изменится его состояние, если к 1 кг пара будет подведено 40 кДж/кг теплоты при постоянном давлении?

9. Из барабана парового котла поступает в пароперегреватель 2500 кг/ч пара при p=1.4 МПа и x=0.98. Температура пара после пароперегревателя равна 300 °С. Найти количество теплоты, которое пар получает в пароперегревателе за 1 час и отношение диаметров паропроводов до и после пароперегревателя, считая скорости пара в них одинаковыми. Изобразить процесс перегрева пара в диаграммах h-s и T-s.

Диаграмма h-s.
Диаграмма h-s.
Диаграмма t-s.
Диаграмма t-s.

10. ТЭЦ отдает на производственные нужды предприятию Dпр=20·103 кг/ч пара при p=0.7 МПа и x=0.95. Предприятие возвращает конденсат в количестве 60 % при температуре tвозвр=70 °С. Потери конденсата покрываются химически очищенной водой, имеющей температуру tхим=90 °С. Сколько кг топлива в час нужно было бы сжечь в топке парогенератора, работающего с КПД ηпр=0.80, если бы этот парогенератор специально вырабатывал пар для нужд предприятия и если теплота сгорания топлива Qнр=7165 ккал/кг?

11. Водяной пар с начальным давлением p0=10 МПа и степенью сухости x0=0.95 поступает в пароперегреватель парового котла, где его температура увеличивается на t=150 °С. После пароперегревателя пар изоэнтропно расширяется в турбине до давления p2=4 кПа. Определить количество теплоты (на 1 кг пара), подведенное в пароперегревателе, и степень сухости в конце расширения. Построить процессы 0-1 и 1-2 в диаграмме h-s.

Диаграмма h-s.
Диаграмма h-s.