Изохорный процесс

Основные термодинамические процессы водяного пара

ЛЕКЦИЯ 12

В практике могут встретиться паровые процессы, которые протекают в области либо влажного насыщенного пара, либо в области перегретого пара, либо так, что одна часть процесса протекает в области влажного насыщенного, а другая – в области перегретого пара.

Для анализа работы паросиловых установок большое значение имеют изохорный, изобарный, изотермический и адиабатный процессы. Отрезки 1 – 1'' и 1'' – 2 на рисунках относятся к случаям протекания процессов без изменения агрегатного состояния пара: на отрезке 1 – 1'' пар остается влажным насыщенным, а на отрезке 1'' – 2 – перегретым. Отрезок 1 – 2 соответствует случаю протекания процесса, в котором пар переходит из насыщенного состояния в перегретое.

Изохоры на p, v –, T,S – и h,S – диаграммах представлены на рис. 12.1.

Изохорный процесс на р- v диаграмме (рис. 12.1.а) изображается отрезком вертикальной прямой 1-2, а на Т-S диаграмме (рис. 12.1б) – кривой линией, которая в области влажного пара направлена выпуклостью вверх, а в области перегретого пара – выпуклостью вниз. В h-S диаграмме (рис.12.1в) изохора в области влажного пара представляет собой кривую, весьма близкую к наклонной прямой, а в области перегретого пара, направленную выпуклостью вниз. Причем на этих диаграммах изохоры наклонены несколько круче изобар.

На Т,S – диаграмме, изохоры, которые пересекают пограничную кривую пара, не могут пересекать пограничную кривую жидкости, т.к. всегда удельный объем жидкости (х=0) меньше удельного объема сухого насыщенного пара (х=1).

Из рис. 12.1а видно, что для всех изохорных процессов в области влажного пара возможны 2 случая: 1) v < v _кр. (где v _кр – удельный объем в критической точке); 2) v > v _кр.

При подводе теплоты к влажному пару в первом случае (процесс а-б) происходит уменьшение степени сухости влажного пара и в точке б пересечения изохоры с пограничной кривой жидкости влажный пар полностью превращается в воду.

При этом температура и давление повышаются. Температура в точке б равна температуре кипения воды при давлении Рб. Подвод теплоты к влажному пару во втором случае v > v _кр (процесс 1 – 2) приводит к повышению степени сухости влажного пара. В точке 1'' пар становится сухим насыщенным. Дальнейший подвод теплоты вызывает его перегрев.

Таким образом, в изохорном процессе количество теплоты q , подводимое к пару, расходуется на изменение его внутренней энергии, т.е.: , (12.1)

или: , (12.2)

На T,S–диаграмме ко- личество теплоты q изоб-

ражается заштрихованной площадью.

При графическом методе расчета, величины, входя-щие в формулу 12.2, нахо-дят по h,S – диагр. При рас- счетном методе величины для 12.2 вычисляют по со-

Рис. 12.1 ответствувующим формулам.

Энтальпию влажного пара определяют:

Величины h' и r берут из таблиц влажных паров для давления р₁. Степень сухости пара X= v _x/V'' находят так: V'' берут из таблиц влажных паров по давлению р₁, а v _x задано по условию задачи положением точки 1. Значение энтальпии h₂ (рис. 12.1.в) берется из таблиц перегретых паров.

Дата добавления: 2014-11-29