Материал: 1150

Изотермический процесс (Т = const), происходящий полностью в области насыщенного пара, совпадает с изобарным процессом в зоне насыщения. Изотермический процесс, начинающийся в области насыщения и заканчивающийся в зоне перегрева, изображен в диаграммах на рис. 1.8 линией 1-2.

Количество теплоты, участвующее в изотермическом процессе 1 2, может быть найдено графически, как площадь под кривой в Т s- диаграмме или по выражению

q1-2 = T(s2 – s1).

Энтропия влажного пара определяется по h s-диаграмме или формуле

sX = s' + rx/TS,

где s' – энтропия кипящей воды; ТS – температура насыщенного пара при данном давлении.

Энтропия перегретого пара находится по h s-диаграмме или по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара.

Адиабатный процесс (dq = 0). Примеры изображения адиабатных процессов водяного пара в диаграммах приведены на рис. 1.9.

Адиабата 1 2 полностью расположена в области влажного пара, а адиабата 3 4 начинается в области перегретого пара и заканчивается в зоне насыщения.

Уравнение адиабаты водяного пара описывается зависимостью

15

а) изучаются термодинамические таблицы воды и водяного пара; б) определяются параметры реального газа;

в) строится по найденным параметрам Т s-диаграмма.

1.2.2. Проведение работы

Используя таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара [7] и приложение, требуется определить параметры воды и водяного пара при заданных давлениях р1 и р2 (табл. 1.1) и построить в масштабе Т s-диаграмму (рис. 1.10). Нанести на диаграмму критическую точку К; линии кипящей воды х = 0, сухого насыщенного пара х = 1, постоянных давлениях р1 и р2 и линию постоянной степени су-

хости х = const.

Построение диаграммы Т s начинают с осей ординат и абсцисс (температуры Т и удельной энтропии s). Температура в критической точке равна ТКР = 374,15 ОС, а энтропия в этой точке равна sКР = = 4,4237 кДж/(кг К). Поэтому на оси ординат следует отложить температуру от 0 до 500 ОС. Удобнее для дальнейшего построения диаграммы на каждые 100 ОС оставить 5 клеток тетрадного листа. По оси абсцисс следует отложить значения энтропии s от 0 до 10 кДж/(кг К). Удобнее для дальнейшего построения диаграммы на каждую единицу энтропии оставить 2 клетки тетрадного листа.

По значениям ТКР и sКР наносится критическая точка К. Затем строятся нижняя пограничная кривая (линия кипящей жидкости х = 0) и верхняя пограничная кривая (линия сухого насыщенного пара х = 1). Для этого по термодинамическим таблицам воды и водяного пара по известным давлениям определяют температуру и энтропию в точках 1', 1", 2', 2". Все определенные по таблицам параметры заносятся в отчет по форме табл. 2 без округлений из значений. Линии 1'- 1" и 2'-2" являются изобарно-изотермическими процессами.

При определении параметров воды в точках 1а и 2а необходимо задать температуры воды ниже температуры насыщения, а при определении параметров перегретого пара в точках 1б, 1в, 2б и 2в необходимо задать температуры выше (на 100–200 ОС) температуры насыщения при заданных давлениях р1 и р2 и по ним и табл. П.3 определить требуемые параметры. Параметры в критической точке К приведены в настоящем учебно-методическом пособии и в [7].

Построение Т s-диаграммы выполняется в масштабе путем нанесения соответствующих точек и соединения их, как показано на рис. 1. Для нанесения линии постоянной степени сухости х = const необходимо линии постоянных давлений в области влажного пара 1'-1" и 2'-2" разбить каждую на 10 равных отрезков. Каждый отрезок будет соответствовать 0,1х, и затем надо от линии х = 0 отложить требуемое число отрезков в соответствии с заданным х. Полученные точки необходимо соединить линией, исходящей из критической точки.

Контрольные вопросы

1.Покажите, как изображается в Т s-диаграмме энтальпия кипящей воды, сухого насыщенного пара и перегретого пара.

2.Как при помощи таблиц водяного пара можно определить, в каком состоянии находится вода, если известны ее параметры»?

3.Как могут быть вычислены параметры в области влажного па-

ра?

4. Приведите определения следующих процессов и понятий: парообразование, конденсация, испарение, кипение, влажный и сухой насыщенный пар, перегретый пар.

5.За счет чего происходит изменение в изотермическом процессе водяного пара и как его подсчитать при заданных начальных и конеч-

ных параметрах р, , h.

6.Как могут быть графически построены линии постоянной сухости в р -, Т s- и h s-диаграммах?

7.Покажите с помощью Т s-диаграммы, как будет меняться влажность пара в адиабатных процессах сжатия, если в первом случае процесс протекает при значении энтропии меньше критического, а во втором – больше критического.

8.Изобразите на диаграммах р , Т s и h s изохорный и изотермический процессы превращения влажного насыщенного водяного пара в перегретый. Дайте краткие пояснения.

9.Изобразите р -диаграмму для воды и перегретого пара и покажите, как в этой диаграмме изображаются характерные линии. По-

ясните, на какие области можно разделить р -диаграмму. Какие состояния откладываются на нижней и верхней пограничных кривых? Что такое степень сухости и влажность пара?

19