IMG$52

stąd przekrój parociągu

V    0,1178

F --- —-= 0,00471 m*

e 25    '

czemu odpowiada średnica przewodu parowego 78 mm, w zaokrągleniu 80 mm.

Przy obliczaniu przykładu w układzie SI występują identyczne jednostki miar. Przy korzystaniu z tablic pary wodnej w układzie SI, objętość właściwą pary suchej v" i wody wrzącej v" odczytywać dla ciśnienia p = 9,807 bar.

Przykład 35. Walczak kotła parowego o średnicy D = 1,7 m i długości l = 9 m wypełniony jest w */» wodą, a w ‘/a parą suchą o ciśnieniu 7 atn (8 ata). Jaką pracę wykonałaby para w razie wybuchu kotła i jaką moc w KM można uzyskać w ciągu sekundy?

Objętość kotła

1,72 - 3,14 -9 4

= 20,43 m^s

Masa wody w kotle:

D^!al

V 1-

-4

Objętość wody w kotle:

Sii    .

v'~--20,43 = 13,62 m"

3

Objętość pary w kotle:

V"= — V = 6,81m*

2

G'= V'e' = 13,621897 = 12220 kg Ciężar pary w kotle:

G"= V"q'' = 6,81 • 4,075 = 27,75 kg

Ze względu na krótki czas trwania wybuchu kotła przyjmuje się, że proces rozprężania się pary od ciśnienia 8 ata do 1 ata jest adiabatyczny, wobec czego

m - h-Js

Dla warunków zadania praca ta wyniesie

L, | G(i' — i^) + G"(i"—ij') i 12220 (171,4 -99,1)4-27,75 (661-639) = 884 000kcal

lub

Li I 884 000 ■ 427 kG • m/kcal = 377 • 10^e kG * m 377 • 10*

W ciągu sekundy dałoby to moc -—-= 5 000 000 KM (lub 3 682 000 kW).

Obliczenie objętości oraz masy wody i pary w kotle w układzie SI przebiega W tych samych jednostkach miar.

Praca techniczna rozprężania czynnika wyniesie

Li = G'(i'-g+G"(ł"-i;') = 12220(717,8-415,3)+27,25(2768,3-2674,5) = 3682 000 kJ T rzyjmując, że eksplozja kotła trwałaby 1 sekundę, moc wybuchu wyniesie

N = — = 3 682 0C0 kW (kJ/s)

X

Przykład 36. 1 kg pary wodnej o ciśnieniu 6 ata i objętości 0,27 raVkg Ogrzewa się izobarycznie do stanu x, = 1. Ile w tym celu potrzeba doprowadzić Ciepła 1 jaki będzie przyrost objętości po ogrzaniu?

Ig

0,001-ł-TiCO^l-0,001} = 0,27 m*/kg 0,269

Cjeplo doprowadzone

0,320

| 0,84

Q g r(r,—i 498,4 (1—0,84) = 79,7 kcal/kg Wzrost objętości czynnika

1 (1 -0,84) (0,322-0,001) i 0,0514 m^s/kg

W układzie ŚI przy P = 6 ata ciepło parowania wody r - 2080 kJ/kg doprowadzane ciepło wyniesie

ą = r (*«-*,) = 2089(1-0,84) = 333 kJ/kg

Obliczenie przyrostu objętości po ogrzaniu w jednostkach układu SI nie ulegnie zmianie.

Przykład 37. 0,31 kg pary wodnej zajmuje przy prężności 1 ata objętość 0,052 m³. Jaka jest wilgotność pary, ile trzeba doprowadzić ciepła przy stałej objętości i jaka będzie prężność pary, jeżeli z wilgotnej pary ma powstać sucha para nasycona?

’ 0:052

»i = -_Q- = — 0,1678 m³/kg Pi = 1 ata    u, = v, = 0,1678 m*/kg

„ , 0,1668

v, = 0,1678 = 0,001+x-i(l,722 - 0,001)xi= ^ - = 0,097

Ponieważ x₂ = 1, to z tablicy pary wodnej dla v₂ = v₂" = 0,1678 m³/kg odpowiada ciśnienie p₂ — 11,9 ata.

Ciepło doprowadzone do 1 kg pary (u = const)

| = u»-«i = (ii—fsVs)-(ii—Pi«i) = t,—i,-v(p_t-p,)

dla odczytanych wartości z tablic otrzymuje się wartości

i_s = i₂ = 664,8 kcal/kg

| = ar, r, i 99,19+0,097*539,6 = 151,5 kcal/kg 1

| = 664,8-151,5 - — • 0,1678 • 10⁴(U,9-1) = 472,8 kcal/kg

Q = Gq = 0,31 * 472,8 i 146,6 kcal Stosując jednostki miar układu SI:

Wartości do obliczeń odczytuje się z tablic pary wodnej dla ciśnień p_t = 1 ata (0,9807 bar) i p₂ — 11,9 ata (11,65 bar).

Ciepło doprowadzone do 1 kg pary

q w V_s-Ui = i»—f|—1> (Pj—Pi)

\i = i" = 2783,45 kJ/kg

I = tj+z, r, = 415,29+0,097*2259,2 I 633,3 kJ/kg | = 2783,45 - 633,3 - 0,1678* 10⁵(11,65 - 0,9807) • 10"³ = 1971,4 kJ/kg Q = Gq = 0,31 • 1971,4 = 612 kJ

Przykład 38. W skraplaęzu powierzchniowym zostaję skroplonych G =g 470 kg/g pary o ciśnieniu p₀ — 0,35 ata i przy x = 0,95. Woda chłodząca skraplacz dopływa w temperaturze g g 15°C, a odpływa w temperaturze t₂ g 3Ó°Ć. Ile wody G₀ należy użyć do skraplania pary, jeżeli skropiiny odpływające ze skraplacza mają temperaturę 50^aC.

Bilans cieplny skraplacza pary

Q — G(i—(|fcf) — Cq(i,4₂

Entalpia pary dopływającej do skraplacza

1 i t'+a:r = 72,8+0,95 • 555,8 | 600 kcal/kg przyjmując ciepło właściwe wody równe 1 kcal/(kg * drg)

i,kr = 50 kcal/kg; f„,_t 3 30 kcal/kg i <»•, = 15 kcal/kg

U5