Расчет процессов водяного пара

Расчет процессов водяного пара заключается в определении всех параметров начального и конечного состояния, теплоты и работы процесса.

Параметры начального и конечного состояний определяются с помощью диаграмм или по таблицам. Способ расчета с помощью таблиц более точен и не имеет ограничений. Способ с использованием h,s -диаграммы более прост, нагляден, но возможен только для влажного насыщенного пара с х > 0,6, сухого насыщенного пара и перегретого пара.

Изменение внутренней энергии для процесса определяется по уравнению:

∆u = u₂ – u₁ = (h₂ – p₂∙v₂) - (h₁ – p₁∙v₁)

Расчетные формулы для теплоты q, работы ℓ приведены в таблице 2.

Таблица 2

Процесс	Работа изменения объема	Теплота
Изохорный	ℓ = 0	q = u2 – u1 = (h2 – h1) - v∙(p 2 – p1)
Изобарный	ℓ = q – Δu ℓ = p(v2 –v1)	q = h2 – h1
Изотермический	ℓ = q - Δu	q = T∙(s2 – s1)
Адиабатный	ℓ = (u2 – u1)	q = 0

Задача 3.3. Определить параметры влажного водяного пара при давлении 2,0 МПа и степени сухости 0,9.

Решение. Из таблиц водяного пара находим параметры кипящей воды «′» и сухого насыщенного пара «″» при 2,0 МПа:

р	tн	v′	v″	h′	h″	r	s′	s″
МПа	ºC	м^3/кг	м^3/кг	кДж/кг	кДж/кг	кДж/кг	кДж/ (кг·К)	кДж/ (кг·К)
2,0	212,37	0,00118	0,0995	908,6	2797,4	1888,8	2,4468	6,3373

По этим данным определятся параметры пара:

v = v˝·x + v΄·(1–x) = 0,0995·0,9 + 0,00118·0,1 = 0,098 м³/кг,

h = h΄+ r·x = 908,6 + 1888,8·0,9 = 2608,52 кДж/кг.

s = s΄+ (r·x)/T_S = 2,4468 + (1888,8·0,9)/485,52 = 5,95 кДж/(кг·К)

Можно определить параметры пара по по h,s – диаграмме:

Задача 3.4. 1кг водяного пара, начальное состояние которого задано параметрами р₁=50 бар (5·10³ кПа), t₁=400 ºC, расширяется адиабатно до давления р₂=0,5 бар (50 кПа).

Определить параметры v₁, h₁, s₁, v₂, t₂, h₂ и работу процесса ℓ.

Построить процесс в h,s; р,v; и Т,s – диаграммах.

Дата добавления: 2014-01-15