134

ciśnienie 0,1 MPa i stopień suchości 0,97. Prędkości pary na wlocie i wylocie wynoszą odpowiednio 60 m/s i 150 m/s. Turbina oddaje do otoczenia 30 kW ciepła. Obliczyć:

(a)    moc turbiny;

(b)    moc turbiny przy pominięciu zmian energii kinetycznej między wlotem i wylotem;

(c)    sprawność izentropową turbiny;

(d)    średnice rur dolotowej i wylotowej.

Odpowiedź: (a) 1227 kW; (b) 1246 kW; (c) 0,97; (d) 7,98 cm i 5,45 cm.

4.4. GAZY WILGOTNE, PRZEMIANY POWIETRZA WILGOTNEGO

Gaz wilgotny jest mieszaniną gazu suchego (czynnika niekondensującego) oraz wody (czynnika kondensującego), która może występować w fazie gazowej, ciekłej i stałej. Jeśli woda występuje tylko w postaci pary, to roztwór parowo-gazowy można traktować, przy założeniu niezbyt wysokich temperatur i ciśnień, jako mieszaninę gazów doskonałych. Wówczas, zgodnie z prawem Daltona, ciśnienie mieszaniny p jest sumą ciśnienia cząstkowego gazu suchego p_g i ciśnienia cząstkowego pary wodnej p_p

p = p_g + p_p    (4-4.1)

Ilość pary wodnej zawartej w mieszaninie parowo-gazowej o temperaturze T jest ograniczona — jej ciśnienie cząstkowe nie może przekroczyć pewnej maksymalnej wartości p_s{T) zwanej ciśnieniem nasycenia, zależnej jedynie od temperatury

P_p ^ rnax(/>_p) = P_S(^T)    ^(4A2)

Możliwe są trzy następujące stany gazu wilgotnego:

1)    nienasycony — mieszanina gazu suchego i pary przegrzanej o p_p < p_s{T)\

2)    nasycony ~~ mieszanina gazu suchego i pary suchej nasyconej ° P_p = P_s (T);

3)    nasycony dwufazowy — mieszanina gazu suchego, pary suchej nasyconej o p_p = p_s{T) oraz skondensowanej fazy H₂0 w postaci kropelek wody (mgły wodnej) lub mgły lodowej.

Do określenia stanu termodynamicznego dwuskładnikowej mieszaniny nie wystarcza znajomość ciśnienia i temperatury. Stan ten bowiem zależy także od składu mieszaniny. Wprowadza się więc dodatkowy parametr określający skład wagowy gazu wilgotnego. Jest to zawartość wilgoci (stopień wilgoci) — stosunek całkowitej masy wody we wszystkich stanach skupienia, tj. masy pary lotnej m_p i masy mgły wodnej lub lodowej (fazy skondensowanej) m_s, do masy gazu suchego m_g

134