ПАРАМЕТРЫ ВЛАЖНОГО ПАРА

Введем понятие степени сухости влажного парах как отношение массы сухого насыщенного пара G" к общей массе смеси, состоящей из массы насыщенной воды и массы сухого насыщенного пара G' + G":

Под степенью влажности пара у понимают выражение

Отметим, что х + у= 1.

Определим теперь удельные параметры смеси. В двухфазной области объем смеси V- V + V”, но V-Gv, тогда (С + G”)v = GV + G"v”, откуда найдем удельный объем смеси

Так как функции состояния энтальпия /, энтропия S и внутренняя энергия U обладают свойством аддитивности, то, как и для объема, можно написать:

• / = /' + /" = (G' + G")i = G'i' + G"i", откуда

S - S' + S" - (G' + G")s = G's' + G"s", откуда

U= U' + U" = (G’ + G")u = G'u' + G"u", откуда

Так как u-i- pv, то удельная внутренняя энергия смеси

Удельная изохорная теплоемкость со стороны двухфазной области имеет конечное значение и зависит от степени сухости пара:

где индексом «дф» обозначены теплоемкости со стороны двухфазной области.

ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ И ТАБЛИЦЫ СВОЙСТВ ВОДЯНОГО ПАРА

Диаграммы состояния водяного пара (особенно T-s и is) широко используются при выполнении термодинамических расчетов энергетического оборудования. Чтобы построить двухфазную область Г-5-диаграммы, поступают следующим образом. По таблицам термодинамических свойств водяного пара, где представлены значения параметров на левой и правой пограничных кривых в зависимости от температуры (табл. 9.1), находят при разных температурах величины s'(Tx), s"{Tx), s'(T2), s"(T2) и т.д.

Табл и ца 9.1

Свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения

t

г

р

V'

V"

/'

/"

г

s'

S"

s"—s'

°с

к

бар

м3/кг

кДж/кг

кДжДкг-К)

1

|

Рис. 9.12

Отметив на Г-5-диаграмме (рис. 9.12) точки, соответствующие найденным величинам, и соединив их, получаем левую и правую пограничные кривые. Так как в двухфазной области р = f(T), то на Г-5-диаграмме можно нанести линии р = /(7) = const. Задаваясь значением х = const и переходя от одной изотермы к другой, найдем значение s = (1 - x)s' + xs", отвечающее данной степени сухости. Используя фор- v-v'

мулу х =-, для разных темпе-

v"-v'

ратур наносим точки, отвечающие v = const, т.е. строим изохоры. Аналогичным образом строятся линии / = const.

Для построения изобар и изохор в области перегретого пара используются таблицы, которые позволяют по заданным температуре и давлению находить v, i, s и ср для недогретой до температуры насыщения воды и для перегретого пара.

Вид фазовых диаграмм водяного пара и ход основных кривых — изотерм, изобар и изохор — в координатах p-v и i-s представлены на рис. 9.13 и 9.14 соответственно. Как и в Г-я-диаграмме, внутри двухфазной области изотермы и изобары совпадают.

Рис. 9.13

Рис. 9.14

В то же время /-^-диаграмма (была создана в 1904 г. профессором Высшей технической школы в Дрездене Рихардом Молье) имеет ряд особенностей по сравнению с двумя другими. Так, в силу того что

(ЫЛ гг

I — I = /кр, тангенс угла наклона касательной к пограничной кривой

в критической точке больше нуля и, следовательно, критическая точка (к) лежит на восходящей ветви пограничной кривой (см. рис. 9.14).

Далее, поскольку = Т, угол наклона изобар (и совпадающих

с ними изотерм) в двухфазной области увеличивается с ростом температуры, а значит, и давления (см. изобары рх и р2 на рис. 9.14: р2 >Р)- В области перегретого пара изотермы и изобары расходятся: тангенс утла наклона изобар начинает расти, а изотерм — уменьшаться, приближая изотермы на бесконечности к асимптоте di = 0.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >