Расчет процессов с водой и паром

Прежде чем рассчитывать характеристики таких процессов, необходимо с помощью таблиц или диаграммы h—s определить агрегатные состояния и все числовые значения параметров начала и конца процесса.

Если в начале или в конце процесса пар влажный, следует определить, если это не задано, величину х, или х₂.

На рис. 1.33 приведено изображение различных изобарных процессов на диаграммах p—v и h—s. Работу за процесс находим интегрированием:

Рис. 1.33. Изобарные процессы на диаграммах p—v и h—s

Рис. 1.34. Изохорный процесс на диаграммах р—v и h—s

Количество теплоты за процесс равно разнице энтальпий: q_p = h₂ — h_x. Чтобы определить изменение внутренней энергии А м за процесс, запишем сначала соотношение и = h — pv, которое непосредственно следует из определения энтальпии h = и + pv. Тогда

Подчеркнем, что полученная формула справедлива для любого процесса с водой и паром.

На рис. 1.34 приведено изображение изохорного процесса на диаграммах p—v и h—s. В таком процессе работа l_v не совершается. В соответствии с первым законом термодинамики будем иметь q_v = Ам, где величину Дм можно рассчитать по приведенной выше формуле.

На рис. 1.35 изображены типичные изотермические процессы, где количество теплоты за процесс определяют интегрированием известного выражения для q

Величину Дм рассчитывают по приведенной ранее формуле, а работу за процесс находят, используя уравнение первого закона термодинамики:

Рис. 1.35. Изотермические процессы на диаграммах p—v и h—s

Рис. 1.36. Адиабатный процесс на диаграммах р—v и h—s

Адиабатный процесс изображен на рис. 1.36. В таком процессе внешний теплообмен отсутствует, т.е. q = 0, поэтому работу за процесс находят по формуле l_s = — Дм, которая вытекает из первого закона термодинамики с учетом особенностей этого процесса. В первом приближении адиабатный процесс с водяным паром можно рассчитывать так же, как рассчитывают его для идеального газа. Значение показателя адиабаты в этом случае для перегретого пара принимают равным 1,31, а для влажного пара (при х > 0,8) — 1,13.