Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Процесс водяного парообразования
Фазовая p-v диаграмма (рис. 4.1) системы, состоящей из жидкости и пара, представляя собой график зависимости удельных объёмов воды и пара от давления, делится нижней пограничной кривой BK и верхней пограничной кривой KC на три области. Влево от кривой BK до нулевой изотермы воды (линия AE) располагается область жидкости. Вправо от кривой KC и вверх от точки K располагается область перегретого пара. В области, ограниченной нижней и верхней пограничными кривыми, располагается двухфазная система, состоящий из смеси воды и пара (влажный пар). Обе кривые сливаются в одной точке K, которая называется критической точкой. В критической точке исчезает различие между жидкостью и паром. Выше критической точки двухфазное состояние системы невозможно. Линия AE представляет собой точки, в которых вода имеет температуру 0 С при различных давления. Область графика, заключённая между изотермой воды при температуре 0 С (линия AE) и осью p, представляет собой среду равновесного существования жидкой и твёрдой фаз воды. Линия BK – это место точек, характеризующих воду в состоянии кипения при разных давлениях. Линия KC показывает зависимость удельного объёма сухого насыщенного пара от давления. В технике (в паровых котлах) пар из воды образуется при постоянном давлении, поэтому термодинамическую сторону процесса парообразования можно рассмотреть так же при постоянном давлении: p = const. Если рассмотреть процесс образования перегретого пара при давлении p (см. рис. 4.1), то можно выделить три последовательно осуществляемых физических процесса: 1. Подогрев жидкости от температуры 0 С до температуры кипения (температуры насыщения) T – отрезок a b . 2. Парообразование при постоянной температуре T – отрезок b с . 3. Перегрев пара (нагревание пара от температуры T до T ) – отрезок с d . Количество теплоты, необходимое для превращения в сухой насыщенный пар (точка с ) 1 кг воды, нагретой до температуры насыщения при заданном давлении p (точка b ), называется скрытой теплотой парообразования и обозначается буквой r. Вся энергия, подводимая в виде теплоты к пару в этом процессе, расходуется на преодоление сил сцепления между молекулами (работу дисгрегации) и расширение пара, поэтому при постоянном давлении температура влажного пара остаётся также постоянной.
p T T T T E
p K
p d a b c
p a b c c d 2 T A B C T x = const 0 v v v v v v Рис. 4.1. Диаграмма состояния водяного пара Из p-v диаграммы видно, что каждому давлению соответствует своя температура насыщения (линия KC). Характер зависимости между давлением насыщенного пара p и температурой насыщения T (кривая насыщения) представлен на рис. 4.2.
p p 2 p
p 1
t t t t Рис. 4.2. Кривая насыщения
Каждому веществу соответствует своя кривая насыщения. Поскольку для насыщенного пара его давление и температура однозначно определяют друг друга, любой процесс, протекающий в двухфазной области, изображается на p-v диаграмме линией, совпадающей с кривой насыщения. Связь между термическими и калорическими величинами в процессе парообразования устанавливает уравнение Клапейрона – Клаузиуса: = , (4.1) где p – давление насыщенных паров, Па; T – абсолютная температура насыщения, К; – производная, взятая на кривой фазового перехода; r – скрытая теплота парообразования, Дж/кг; v – удельный объём кипящей жидкости, м /кг; v – удельный объём сухого насыщенного пара, м /кг. Степень отклонения свойств насыщенного пара от идеально-газового состояния определяется отличием от единицы коэффициента сжимаемости водяного пара, определяемого по формуле: = , (4.2) где R – газовая постоянная для водяного пара (R = 462 Дж/кг град). Таким образом, если на основе опытных данных построить зависимость p = f (T ), то можно графически определить производную от давления по температуре (), и, используя формулу (4.1), рассчитать скрытую теплоту парообразования: r = T (v - v ) = T (v - v ) , Дж/кг (4.3) Используя опытные значения p и T , по формуле (4.2) определяют степень отличие пара от идеального газа. При этом численные значения объёмов v и v определяются по термодинамическим таблицам для водяного пара (см. табл. 4.1). Уравнение состояния для водяного пара, как для реального газа, весьма сложно и в расчётной практике не применяется. Вследствие этого для практических целей при определении параметров пара и воды на линии насыщения используются справочные таблицы и диаграммы, составленные на основе экспериментальных и теоретических исследований. В этих справочных данных приведены температуры насыщения (t ), давления (p ), удельные объёмы (v и v ), скрытая теплота парообразования (r) и другие параметры (см. табл. 4.1). Таблица 4.1. Параметры насыщенного пара и воды на линии насыщения
В настоящей работе процесс парообразования осуществляется в области влажного пара при постоянном объёме (изохорный процесс): v – const. Этот процесс на p-v диаграмме (рис. 4.1) представлен линией 1-2. Date: 2015-05-08; view: 712; Нарушение авторских прав |