Решение. Изопараметрические процессы изменения

Изопараметрические процессы изменения

состояния водяного пара в pv -, Ts - и hs - диаграммах

Рассмотрим примеры решения конкретных термодинамических задач при помощи этих диаграмм, приведенных на рис. 2.4 – 2.7. Для общности рассуждений предположим, что начало и конец исследуемых процессов лежат в различных зонах (в двухфазной зоне и зоне перегретого пара).

1. Изохорный процесс. v = const, dv = 0, приведен на рис. 2.4.

Необходимо исследовать процесс 1-2.

Дано: р₁, v₁, р₂, (v₂=v₁).

Необходимо найти: Т₁, x₁, Т₂, s₁, s₂, h₁, h₂, u₁, u₂, l_1-2, q_1-2.

Рис. 2.4

Допустим, что начало процесса, находится в зоне влажного пара. На pv - диаграмме (см. рис. 2.4,а) по заданным значениям р₁, v₁ находим изобару р₁ = const и изохору v₁ = const, а также изотерму Т₁ = const, которая в зоне влажного пара совпадает с изобарой p₁ = const. Точка пересечения изобары p₁ = const и изохоры v_i = const соответствует началу процесса 1. Через эту же точку 1 проходит линия равной сухости х₁ = const. Восстанавливаем из точки 1 изохору до ее пересечения с изобарой р₂ = const. Точка их пересечения соответствует концу процесса - 2. Через точку 2 проходит и изотерма Т₂ = const. Таким образом, используя pv – диаграмму, определили Т₁, Т₂, х₁.

На Ts - диаграмме (см. рис. 2.4,б) находим изохору v₁ = const и линию равной сухости, соответствующей x₁. Очевидно, что точка их пересечения соответствует началу процесса 1, координаты которой s₁ и T₁. Далее находим изобару p₂ = const, точка пересечения которой с изохорой v₁ = const соответствует концу процесса 2. Координаты точки 2 суть s₂ и T₂. Следовательно, Ts - диаграмма позволила дополнительно определить s₁, s₂.

На hs – диаграмме (см. рис. 2.4,в) на пересечении изобар р₁ = const, р₂ = cons t с изохорой v₁ = const определяем соответственно начальное 1 и конечное 2 состояния процесса. Очевидно, что координатами точек 1 и 2 являются s₁, h₁; s₂, h₂.

Далее определяем: u₁=h₁-p₁·v₁, u₂=h₂-p₂·v₂.

В соответствии с первым законом термодинамики при dv = 0, так как v₁=v₂= const

δ q = du + p · dv = du δ q = du q_1-2 = u₂-u₁ = h₂ – h₁ – v₁ (p₂ –p₁). (2.11)

Поскольку в этом процессе dv = 0, совершаемая работа будет

δ l = p · dv = 0 l_1-2 = 0. (2.12)

Задача решена.

2. Изобарный процесс. P = const, dp = 0, приведен на рис. 2.5.

Исследуем процесс 1-2.

Дано: р₁, v₁, v₂, (p₂ = p₁).

Необходимо найти: х₁, Т₁, Т₂, s₁, s₂, h₁, h₂, l_1-2, q_1-2.

Рис. 2.5

Дата добавления: 2014-12-07