Процессы воды и водяного пара

Для анализа работы паровых двигателей, теплообменного оборудования, паровых теплотрансформаторов (холодильных машин, тепловых насосов) существенное значение имеют изохорный, изобарный, изотермический и адиабатный процессы. Расчет этих процессов можно выполнить либо с помощью таблиц воды и водяного пара, либо с применением h-s- диаграммы. Первый способ более точен, второй – отличается простотой и наглядностью.

Порядок расчета процессов с помощью таблиц воды и водяного пара:

1. Определяется состояние (одно из пяти) воды или водяного пара в начальной точке путем сравнения исходных данных с табличными.

2. Определяются параметры в начальной точке.

3. Определяется состояние в конечной точке.

4. Определяются параметры конечной точки.

5. Рассчитывается теплота и работа процесса.

6. Дается иллюстрация процесса в p - v-, T - s-, h - s- диаграммах.

При определении состояния в начальной и конечной точках сравнивают исходные параметры с табличными (p_s, t_s, v¢, v¢¢, h¢, h¢¢, s¢, s¢¢).

Для перегретого пара

при данном p:

при данной t:

Для недогретой воды

при данном p:

при данной t:

Для мокрого пара

.

Для кипящей жидкости

.

Для сухого насыщенного пара

.

При использовании h - s-диаграммы параметры в начальной и конечной точках определяются из диаграммы, рассчитываются теплота и работа процесса. Затем дается изображение процесса во всех диаграммах.

Формулы для расчета теплоты и работы в процессах изменения состояния воды и водяного пара получены на основании соотношений

,

и приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Процесс	Работа, w	Работа, l	Теплота, q
Изохорный	w = 0	l = v (p 1 – p 2)	q = u 2 – u 1
Изобарный	w = p (v 2- v 1)	l = 0	q = h 2 – h 1
Изотермический	w = q -(u 2 – u 1)	l = q- (h 2 – h 1)	q = T (s 2 – s 1)
Адиабатный	w = u 1 – u 2	l = h 1 – h 2	q = 0

Особенности расчета изменения параметров, теплоты и работы процессов водяного пара по сравнению с процессами идеального газа состоят в следующем. Для воды и водяного пара:

– не выполняются связи между параметрами, полученные на основе уравнения состояния идеального газа;

– не применима молекулярно-кинетическая теория теплоемкости;

– для изотермического процесса , т. к.

;

изменение параметров D h, D u, D s не рассчитывается по формулам через теплоемкости, а определяется через параметры начальной и конечной точек

.

Дата добавления: 2014-01-13