题目
氨蒸气在进入绝热透平机前,压力为2.0 MPa,温度为150℃,今要求绝热透平膨胀机出口液氨不得大于5%,某人提出只要控制出口压力就可以了。你认为这意见对吗?为什么?请画出T-S图示意说明。
氨蒸气在进入绝热透平机前,压力为2.0 MPa,温度为150℃,今要求绝热透平膨胀机出口液氨不得大于5%,某人提出只要控制出口压力就可以了。你认为这意见对吗?为什么?请画出T-S图示意说明。
题目解答
答案
答:可以。因为出口状态是湿蒸汽,确定了出口的压力或温度,其状态点也就确定了。
解析
考查要点:本题主要考查湿蒸汽在绝热透平膨胀过程中的状态确定方法,以及压力与含液量的关系。
解题核心思路:
- 湿蒸汽状态的确定:湿蒸汽的状态由压力和干度共同决定。在湿蒸汽区,固定压力时,温度等于该压力下的饱和温度,干度决定了含液量。
- 绝热膨胀特性:绝热透平膨胀过程中,若出口压力控制得当,状态点将落在对应压力的等压线上,此时含液量由干度直接决定。
- 关键结论:控制出口压力即可唯一确定出口状态点,从而保证含液量不超过要求。
关键分析步骤
1. 湿蒸汽状态的特性
在湿蒸汽区,压力与温度一一对应(温度等于饱和温度)。若出口压力固定,无论膨胀过程是否可逆,出口状态点必须位于对应压力的等压线上,此时温度固定,含液量由干度决定。
2. 含液量与干度的关系
含液量为5%对应干度 $x = 0.95$。若出口压力被设定为对应 $x=0.95$ 的饱和压力,则无论过程如何,只要压力保持该值,状态点的干度即满足含液量要求。
3. T-S图示意
在T-S图中,湿蒸汽区的等压线水平分布。若出口压力控制为 $P_2$,则出口状态点必位于 $P_2$ 对应的等压线上,温度为 $T_{sat}(P_2)$,干度由膨胀过程决定。通过调整 $P_2$,可确保干度对应含液量不超过5%。