Водяной пар
Различают 3 вида пара:
- Влажный насыщенный пар
- Сухой насыщенный пар
- Перегретый пар
Влажный пар представляет собой двухфазную смесь:
Вода, находящаяся во взвешенном состоянии
Испарившаяся жидкость(газ)
Для характеристики влажного пара используют понятие «Степень сухости» - отношение массы газа, находящегося в 1кг влажного пара.
Х = 0 (кипящая жидкость)
Х = 1 (сухой насыщенный пар)
«Х = 0.95» означает, что в 1 кг влажного пара находится 50г воды во взвешенном состоянии и 950г испарившейся жидкости.
Процесс превращения кипящей жидкость в сухой насыщенный пар – ИСПАРЕНИЕ.
Весь процесс испарения происходит при постоянной температуре (tнасыщения = const)
Удельная теплота парообразования(испарения) r – это количество теплоты, которое необходимо подвести к 1кг кипящей жидкости, чтобы получить сухой насыщенный пар.
Перегретый пар – это пар, имеющий температуру больше, чем сухой насыщенный пар, при том же давлении (p = const).
Степень перегрева – это разность температур перегретого и сухого насыщенного пара при том же давлении.
Удельная теплота перегрева – это количество теплоты, которое необходимо затратить на перегрев 1кг сухого насыщенного пара до требуемой температуры при (p = const).
Конденсация – изобарный процесс охлаждения сухого насыщенного пара до состояния кипящей жидкости.
pV-диаграмма водяного пара
V0 - удельный объём воды при t=00c и с некоторым P.
AE - пограничная кривая (представляет собой воду с t=00c и произвольным давлением P.
V’ - удельный объём кипящей жидкости. (в точке1 кипящая жидкость)
Кривая АК – нижняя пограничная кривая (представляет кипящую жидкость разных P).
PA = 0.623кПа
Критические параметры воды:
Если подводить теплоту к воде с критическими параметрами, то произойдёт резкий фазовый скачок, и вода превратится в перегретый пар, минуя двухфазную область!!!
Сублимация – переход твёрдого тела в пар.
V’’ - удельный объём сухого насыщенного пара. (на участке 1-2 подводится теплота парообразования r)
V – удельный объём перегретого пара.
Пограничные кривые разбивают диаграмму на характерные области!!!
Определение параметров пара
Различают графический и аналитический методы.
При графическом методе используют TS и i-S диаграммы.
В i-S диаграмме в области влажного пара изобары совпадают с изотермами.
В области перегретого пара: изотермы идут вправо; изобары – вверх.
При аналитическом методе пользуясь формулами/таблицами в справочнике для перегретого пара приводятся все величины в зависимости от давления и температуры.
Для сухого насыщенного пара и кипящей жидкости представлены таблицы по давлениям и температурам.
Для влажного пара необходимо пользоваться формулами:
Vx = V”x+(1-x)V’ Если p ≤ 3МПа, а х ≥ 0.85, то Vx = V”x
ix = i’ + (i” – i’)*x
Sx = S’ + (S”-S’)*x
ix = i’ + rx
Sx = S’ + rx/tн
_____________________________________________________
При х = 1:
ix = i’ + r
Sx = S’ + r/tн
i = i” + qп = i” + Ср(t – tн)
S = S” + Cp*ln
Уравнение Клапейрона-Клаузиуса
Рассмотрим элементарный цикл Карно в pV-диаграмме
Уравнение (*) определяет теплоту фазового перехода
- формула Клапейрона-Клаузиуса
Достарыңызбен бөлісу: |
