ТАБЛИЦЫ И ДИАГРАММА /, S ВОДЯНОГО ПАРА

Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара предназначены для расчетов процессов в водяном паре и двухфазных системах пар — вода. Они рассчитываются по формулам, утвержденным Международным комитетом по уравнениям для воды и водяного пара. Этот комитет утверждает две системы уравнений для расчета термодинамических свойств воды и водяного пара. Одна предназначена для научных расчетов, и по ней, собственно, рассчитаны таблицы свойств воды и пара. Другая, менее точная, но более простая, предназначена для инженерных расчетов на ЭВМ.

Таблицы для однофазных (вода или перегретый пар) и двухфазных (влажный пар) состояний различаются. Однофазное состояние однозначно определяется двумя независимыми параметрами, поэтому таблицы термодинамических свойств воды и перегретого пара имеют два аргумента — давление и температуру. Ниже приводится часть такой таблицы (табл. 5.1).

Для каждого приведенного в табл. 5.1 давления р в диапазоне 1 кПа — 98 МПа приведены значения удельного объема v, м3/кг, энтальпии /, кДж/кг, и энтропии s, кДж/(кгК), при температурах от О до 800 °С с шагом 10 °С. В шапке таблицы приведены также значения температуры насыщения /н, °С, удельных объемов v' и v", энтальпий V и /" и энтропий s' и s" для насыщенной воды и сухого

Таблица 5.1

Термодинамические свойства воды и перегретого пара_

/,

°с

р = 0,001 МПа /н = 6,982

v' = 0,0010001; v" = 129,208 /' = 29,33; /" = 2513,8 5'= 0,1060; s" = 8,9756

p = 22,0 МПа /„ = 373,68

v' = 0,002675; v" = 0,003757 /' = 2007,7;/" = 2192,5 s' = 4,2891; s'" = 4,5748

0

V

0,001002

/

-0,0412

s

0,000154

V

0,0009895

/

22,1

  • 5
  • 0,0009

10

130,60

2519,5

8,9956

0,0009901

63,2

0,1486

370

296,8

3217,9

10,5773

0,002025

1844,6

4,0364

380

301,4

3238,4

10,6089

0,006843

2588,7

5,1843

800

495,27

4158,9

11,691

0,02161

4054,1

6,9980

насыщенного пара соответственно при данном давлении. Данные, расположенные выше жирной черты, относятся к воде, ниже — к перегретому пару.

Состояние равновесия двухфазной системы однозначно описывается единственным независимым параметром, поэтому таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара в состоянии насыщения имеют один аргумент — давление или температуру. Обычно для удобства пользования в справочных пособиях приводятся обе возможные таблицы: одна с аргументом «температура», другая с аргументом «давление». Ниже приводится часть такой таблицы (табл. 5.2).

Таблица 5.2

Термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (по давлениям)

р,

МПа

/„.°с

v', м3/кг

V",

М3/кг

кДж/кг

кДж/кг

г,

кДж/кг

s',

кДж/ кг К

s", кДж/ кг-К

0,001

6,982

0,0010001

129,208

29,33

2513,8

2484,5

0,1060

8,9756

22,1

374,06

0,002864

0,003461

2045,0

2147,6

102,6

4,3463

4,5048

Обозначения в табл. 5.2 такие же, как в табл. 5.1, теплота фазового превращения r= i" - кДж/кг.

Для инженерных расчетов часто вместо таблиц используется диаграмма /, s водяного пара. Обычно эта диаграмма охватывает область перегретого пара, часть верхней пограничной кривой и область влажного пара со степенью сухости х > 0,6 (рис. 5.10). На диаграмме приведены изобары от 0,001 до 100 МПа и изотермы от 20 до 800 °С, а также изохоры от 0,005 до 80 м3/кг.

Для определения по диаграмме всех параметров водяного пара , t, v, /, s, х) необходимо найти на диаграмме точку, соответствующую рассматриваемому состоянию пара. Для этого должны быть заданы два независимых параметра. Следует помнить, что в состоянии насыщения давление однозначно определяет температуру насыщения и, наоборот, температура определяет давление насыщения. Поэтому в отличие от области перегретого пара в области влажного пара все параметры могут быть определены, если задана любая пара параметров, кроме пары давление — температура.

На рис. 5.10 показано, как находится положение точки в области перегретого пара по заданным давлению и температуре (т. 7). Если

Определение параметров пара по /', s-диаграмме

Рис. 5.10. Определение параметров пара по /', s-диаграмме

в точке 1 начинается процесс адиабатного расширения до известного давления р2, то положение точки 2 определяется по этому давлению и энтропии 52 = ^1-

Для определения по /, s-диаграмме температуры влажного пара, например в т. 2, следует определить эту температуру при том же давлении р2 и степени сухости х = 1 (точка 2'). Температура в точке 2' не отличается от температуры точки 2, так как обе они соответствуют состоянию насыщения при одном и том же давлении.

По /, s-диаграмме можно легко определить внешнюю работу, которую совершает пар при адиабатном расширении h = i{- i2, а также теплоту, подводимую в изобарном процессе 2—4. Эта теплота #2-4 = Ц ~ h не может быть определена как q = cp(t4 - t2), так как на участке 2—2' температура пара не изменяется, а теплота затрачивается на парообразование. Как будет показано в гл. 6, при дросселировании пара энтальпия не изменяется. При дросселировании пара от состояния, характеризуемого точкой 7, до давления ръ

положение точки 3 и параметры пара в этом состоянии могут быть найдены по давлению р3 и энтальпии /3 = iY.

Приведенные выше примеры показывают, что использование /, ^-диаграммы позволяет легко рассчитывать параметры и процессы в водяном паре, хотя и с меньшей точностью, чем при использовании таблиц или специальных баз данных на ЭВМ.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >