![]() 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
![]() |
Термодинамические процессы
РЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ Пары. Основные понятия и определения Во всех областях промышленного производства получили большое применение пары различных веществ: воды, аммиака, углекислоты и др. Наибольшее распространение получил водяной пар, являющийся рабочим телом в паровых турбинах, паровых машинах, в атомных установках, теплоносителем в различных теплообменниках и т. п. Процесс превращения вещества из жидкого в газообразное состояние называется парообразованием, которое происходит всегда при любой температуре со свободной поверхности тела. Такой процесс парообразования называется испарением. Испарение, кипение, парообразование - это один процесс, связанный с переходом тела из жидкого в газообразное состояние. Испарение - парообразование со свободной поверхности тела, а кипение - парообразование по всему объему тела. Парообразование связано с изменением внутренней кинетической энергии молекул жидкости. С увеличением температуры увеличивается кинетическая энергия и увеличивается интенсивность испарения и парообразования. Обратный процесс перехода газообразного вещества в жидкое состояние называется конденсацией. Жидкость, образующаяся в процессе конденсации называется конденсатом. Процесс перехода твердого вещества непосредственно в пар называется сублимацией. Обратный процесс перехода газообразного вещества в твердое состояние называется десублимацией. Если парообразование жидкости происходит в неограниченном объеме, то вся она может превратиться в пар. При парообразовании в замкнутом объеме, вылетающие из жидкости молекулы, заполняют свободное пространство над жидкостью. При этом часть, движущаяся над жидкостью возвращается обратно в жидкость. В некоторый момент между парообразованием и обратным переходом молекул в жидкость наступает равенство, при котором число молекул, вылетающих из жидкости становится равным числу молекул, возвращающихся в жидкость. В этот момент в пространстве над жидкостью будет находиться максимальное число молекул. Пар в этом состоянии имеет максимальную плотность при данной температуре и называется насыщенным. Насыщенный пар находится в термическом равновесии с жидкостью. При изменении температуры термическое равновесие нарушается, при этом изменяются плотность и давление насыщенного пара. 8.2. Процесс парообразования, pv - диаграмма Рассмотрим процесс парообразования при постоянном давлении в pv - координатах, рис. 8.1. Некоторому давлению Относительное содержание массы сухого пара в двухфазной системе влажного пара называется сухостью пара
Сухость пара изменяется от 0 до 1. В состоянии v o (точка а о) сухость пара x = 0; в состоянии при Основное свойство насыщенного пара заключается в том, что температура при p = const остается постоянной (T = const) во всей области насыщенного пара от x = 0 до x = 1. Отсюда следует, что в области насыщенного пара изобара совпадает с изотермой, т. е. каждому давлению соответствует определенная температура насыщения. В специальных таблицах, составленных для сухого насыщенного пара, приводятся установленные опытным путем значения температуры (°С) в зависимости от давлений (МПа). р...... 0,1013 1,555 8,592 22,087 t н..... 100 200 300 374
Рис. 8.1. pv -диаграмма парообразования
Температура насыщения увеличивается с повышением давления. При дальнейшем подводе теплоты к сухому насыщенному пару при постоянном давлении происходит увеличение температуры и удельного объема. В таком состоянии пар называется перегретым. Т.о. перегретым называется пар, у которого при данном давлении температура выше температуры насыщения. Удельный объем перегретого пара обозначается v, а температура t. В области перегретого пара изобара не совпадает с изотермой. Если воду нагревать при других более высоких давлениях Соединив между собой точки а одинакового состояния, получим три линии. Первая, проходящая через точки а о - а 2 представляет собой состояние не кипящей воды при температуре t = 0°С, вторая называется нижней пограничной кривой при x = 0. Она отделяет область жидкой фазы от области насыщенного пара. Третья линия выражает собой состояния перегретого насыщенного пара. Эта линия называется верхней пограничной кривой (х = 1), она отделяет область насыщенного пара от области перегретого пара. Точка К является критической точкой. Ей соответствует критическое давление водяного пара 22,129 МПа и критическая температура T = 273,16 K (373,16°C) и критический объем v к = 0,00326 м3/кг.
8.3. Ts - диаграмма водяного пара
На Ts -диаграмме, рис. 8.2. линия a-b-c-d представляет процесс парообразования при некотором давлении p = const. На графике a - b процесс изобарного нагревания воды до температуры насыщения. Состояние воды при T o = 273,16 K и энтропии s o соответствует точке а. В точке b состояние кипящей воде при некотором давлении p = const соответствует температура T н и энтропия
Принимая
Горизонтальная прямая b - c представляет собой процесс испарения при p = const, протекающий при постоянной температуре насыщения Т н. Т. е. соответствует состоянию сухого насыщенного пара и определяется от состояния кипящей жидкости (х = 0) до состояния полного насыщения (х = 1)
где r - разность энтальпий в состоянии сухого насыщенного пара и в состоянии кипения.
Рис. 8.2. Ts-диаграмма водяного пара
Кривая c-d выражает собой процесс перегрева пара при p = const. Точка d соответствует температуре перегретого пара и энтропии s. В этой области перегретого пара количество теплоты будет равно
При сp = cpm = const
Линии парообразования при других давлениях Энтальпия пара легко определяется по Ts -диаграмме. Так пл. А представляет удельную энтальпию
8.4. Is - диаграмма водяного пара Is - диаграмма для влажного водяного пара впервые была предложена Молье в 1904 г. Эта диаграмма обладает рядом преимуществ по сравнению с Ts-диаграммой. Достоинством is -диаграммы является то, что работа и количество теплоты, участвующих в процессах, изображаются отрезками линий, а не площадями, как на Ts -диаграмме. При построении is -диаграммы, рис. 8.3, по оси ординат откладывают энтальпию пара, а по оси абсцисс - удельную энтропию. За начало координат принимается состояние воды в тройной точке, где Состояние воды изображается точками на соответствующих изобарах, которые практически сливаются с пограничной кривой жидкости. Линии изобар в области влажного пара являются практически прямыми наклонными линиями, расходящимися веером от пограничной кривой жидкости. В изобарном процессе Угловой коэффициент наклона изобары к оси в каждой точке диаграммы численно равен абсолютной температуре данного состояния. Так как в области влажного пара изобара совпадает с изотермой, то согласно последнему уравнению изобары влажного пара являются прямыми линиями: В области перегретого пара наносится сетка линий постоянной сухости пара х = const, которые сходятся в критической точке К. Изотермы в области влажного пара совпадают с изобарами. В области перегретого пара они расходятся: изобары поднимаются вверх, а изотермы представляют собой кривые линии, обращенные выпуклостью вверх. При низких давлениях изотермы весьма близки к горизонтальным прямым; с повышением давления кривизна изотермы увеличивается. На диаграмму наносится сетка изохор, которые имеют вид кривых, восходящих вверх более круто по сравнению с изобарами. Обратимый изохорный процесс в is - диаграмме изображается вертикальной прямой. Поэтому все вертикальные прямые в is-диаграмме представляют собой адиабаты. Область диаграммы, лежащая ниже изобары тройной точки, изображает различные состояния смеси пар + лед. В настоящее время при исследовании тепловых процессов в парах пользуются is -диаграммой и таблицами водяного пара, так как они значительно упрощают расчеты. Обычно всю is -диаграмму не выполняют, а вычерчивают только верхнюю часть, что дает возможность изображать ее в более крупном масштабе. Рис. 8.3. is-диаграмма водяного пара Date: 2015-05-09; view: 2355; Нарушение авторских прав |