Параметры состояния рабочего тела. Термодинамический процесс и законы термодинамики. Реальные газы. Влажный воздух. Физические свойства воды и водяного пара на линии насыщения, страница 8

а) W = 600 Вт;                          б) W = 400 Вт;                         в) W = 800 Вт.

Рекомендации: по зависимости (5.1 и 5.2) найти теплоту, необходимую для нагрева и испарения воды, по зависимости (5.3) определить время в секундах и часах. Свойства пара определить по табл. 5.1, для воды с’_р=4,19 кДж/(кгּК),  ρ¢=10³ кг/м³.

Задача № 5.3

В барабане котла находится кипящая вода при давлении Р=(100+100·n) кПа. Объем барабана котла V = 8 м³. Объем кипящей воды в барабане составляет:

а) 20 %;                          б) 40 %;                          в) 60 %.

Определить массы насыщенного сухого пара и воды в барабане котла.

Рекомендации: определить объемы воды и пара в барабане котла, по табл. 5.2 определить удельные объемы и рассчитать массы пара и воды, использовать зависимости (4.8-4.9).

Задача № 5.4

По трубопроводу диаметром d = 0,5 м движется насыщенный водяной пар при температуре t = (80+20·n) ⁰С. Определить скорость его движения, если его расход составляет

а) G_m = 8 кг/с;                          б) G_m = 6 кг/с;                 в) G_m = 10 кг/с.

Рекомендации: по табл. 5.1 находится плотность пара, по зависимости (5.5) находится объемный расход и по (5.4) определяется скорость пара.

5.2. Влажный воздух

В воздухе находится влага в виде водяного пара. В воздухе количество влаги определяют по относительному влагосодержанию с помощью прибора психрометра

 %.                                                    (5.6)

Здесь d_m – имеющееся в воздухе влагосодержание, г/кг; d_max – максимальное влагосодержание, г/кг.

Максимальное влагосодержание зависит от температуры и является справочной величиной (табл. 5.3). В связи с этим относительное влагосодержание также зависит от температуры. С ее увеличением d_max увеличивается, а φ  уменьшается.

Таблица 5.3

Максимальное влагосодержание воздуха

Рис. 5.2. Диаграмма влажного воздуха

Плотность влажного воздуха определяется по зависимости

 .                              (5.7)

Значения Р_н(кПа) и υ” (м³/кг) выбираются из таблиц водяного пара (табл. 5.1) по температуре воздуха t_в. Газовая постоянная воздуха определяется по зависимости

, кДж/кг·К.                                              (5.8)

Молекулярная масса влажного воздуха определится по зависимости

,                                   (5.9)

где Р_б – барометрическое давление (кПа).

Объемное абсолютное влагосодержание можно найти

.                                                      (5.10)

Задача № 5.5

Определить массу влаги, содержащейся в виде водяного пара в единице объема воздуха при температуре:

а)  и относительной влажности φ = 80 %;

б) t = 40 ^оC и относительной влажности  %.

Рекомендации: по табл. 5.3 для заданной температуры определить d_max и по зависимости (5.6) найти d_m.

Задача № 5.6

Относительная влажность исходного воздуха составляет φ₁=50 % при температуре t₁ = 45 ^оC. Определить массу влаги, выделившейся из 4 кг воздуха при охлаждении его до температуры:

а) t₂ = 10 ^оC;                             б) t₂ = 20 ^оC

и относительную влажность воздуха φ₃ при последующем нагреве его до температуры .

Рекомендации: по диаграмме влажного воздуха (рис. 5.2) определить абсолютное влагосодержание d_m при температурах t₁ и относительной влажности φ₁. По табл. 5.3 найти максимальное влагосодержание d_max2 и d_max3  при t₂ и t₃, рассчитать массу влаги, выделившейся из воздуха Δd. По зависимости (5.6) найти относительную влажность воздуха φ₃. При необходимости, данные из табл. 5.3 находятся как среднее между представленными данными.