Цель работы. Ознакомление с одним из методов определения влажности насыщенного водяного пара и его параметров состояния

Ознакомление с одним из методов определения влажности насыщенного водяного пара и его параметров состояния. Закрепление знаний по разделу курса «Термодинамические свойства воды и водяного пара».

Экспериментальная установка

Экспериментальная установка состоит из парового котла 2, оборудованного манометром 4, термометром 5 и предохранительным клапаном 3, калориметра 9 и весов 10 до установления стационарного режима парообразования в котле пар выпускают в атмосферу через вентиль 6. Подогрев воды в котле осуществляется с помощью электроплиты 1.

Рис. 7.1.Схема экспериментальной установки:1 - электроплита; 2 - паровой котел;

3 - предохранительный клапан; 4 - манометр; 5,8 - термометры; 6,7 - вентили; 9 - калориметр; 10 - весы

Проведение эксперимента и обработка результатов

Воду в котле 2 нагреваем до кипения. До установления режима образования насыщенного водяного пара, пар направляется в атмосферу через вентиль 6 мимо калориметра при закрытом вентиле 7. После установления режима насыщенный водяному пар через паропроводящую линию с вентилем 7 при закрытом вентиле 6 направляется в калориметр 9, где водяной пар отдает воде теплоту парообразования, нагревая ее. Для измерения температуры в калориметре служит термометр 8. Калориметр 9 установлен на весах 10, на которых фиксируется масса калориметра в начале эксперимента, когда пар еще не подается в калориметр, и в конце эксперимента, кода в калориметре сконденсировался пар, подаваемый в него. Так определяется масса сконденсированного пара. Все полученные в результате эксперимента данные записываются в журнал наблюдений.

Составляем уравнение теплового баланса калориметра

(М₂-М₁)h_x=Q_к+Q_тр+М₂h₂-М₁h₁.

Количество тепла, полученное калориметром,
Q_к=М_кС_к(t₂-t₁),
где М_к - масса калориметра, кг; С_к=0,46 кДж/кг - теплоемкость калориметра, количество тепла, полученное пароподводящей трубкой, считаем равной
нулю, из-за небольшой длины трубки.
Из формулы определим энтальпию поступающего в калориметр пара:
,
где h₁ и h₂ — энтальпии воды, взятые при температуре по таблицам водяного пара. Степень сухости х выразим из формулы ,
где h' - энтальпия кипения воды, кДж/кг, h''- энтальпия сухого насыщенного пара, кДж/кг, определяем по таблицам водяного пара. Определяем влажность водяного пара (1-х). Затем определяем остальные параметры состояния влажного пара.

Контрольные вопросы

1. Какой водяной пар является влажным?

2. В области влажного пара на h,s-диаграмме не проведены изотермы. С помощью каких линий можно определить температуру влажного пара?

3. Как изменяется температура кипения воды в изобарном процессе нагрева?