Термодинамика и теплопередача

121 Решение типовых задач 1. Воздух из резервуара при температуре 15 ° C и при посто - янном давлении 10 МПа вытекает в окружающую среду через трубку с внутренним диаметром 10 мм . Барометрическое давление равно 0,1 МПа . Рассчитать секундный расход воздуха и скорость истечения из резервуара , считая , что процесс расширения воздуха является адиабатным . Решение . Вычислим величину β и сравним ее с критическим значением для воздуха : 2 кр 1 0,1 0,01 0,528 10 p p β = = = < β = . Определим скорость истечения с помощью соотношения (I.9.3), позволяющего рассчитать критическую скорость истечения газа из резервуара . кр 1 1, 4 2 2 287 288 310 1 1, 4 1 k w RT k = = ⋅ = + + м / с . Определим удельный объем воздуха с помощью уравнения Клапейрона и вычислим площадь сечения сопла : 2 2 3,14 0,01 0, 0000785 4 4 d F π ⋅ = = = м 2 ; 1 1 6 287 288 0,00827 10 10 RT v p ⋅ = = = ⋅ м 3 / кг . Для определения секундного расхода воздуха воспользуемся соотношениями (I.9.5 а ) и (I.9.6), 2 6 1,4 1 max 1, 4 2 10 10 0,0000785 2 1,87 1, 4 1 1, 4 1 0,00827 G − ⋅   = ⋅ =   + +   кг / с . 2. В начале кислород ( О 2 ) из резервуара при температуре 100 ° C и при постоянном давлении р 1 = 5 МПа вытекает через суживаю - щееся сопло с площадью F = 20 мм 2 в среду с давлением 4 МПа .