Удельные объемы жидкости и пара

УДЕЛНЫЙ ОБЪЕМ ВОДЫ И ВОДЯНОГО ПАРА.

ТАБЛИЦЫ И ДИАГРАММЫ ВОДЯНЫХ ПАРОВ

Цель работы

Целью работы является теоретическое ознакомление с некоторыми параметрами состояния водяных паров и определение их численного значения.

Предварительное задание

Перед выполнением практической работы необходимо каждому студенту ознакомиться с описанием и изучить литературу [1, 2, курс лекций, разделы V и VI].

Рабочее задание

В ходе выполнения практикума каждому студенту необходимо:

1) изучить параметры состояния воды и пара

2) записать исходные данные к задаче:

- давление

- температуру

- объем

- степень сухости

3) произвести расчет по приведенной методике.

Удельный объем жидкости зависит от температуры и давления. Однако последняя зависимость настолько незначительна, что практически ею пренебрегают.

Зависимость же удельного объема воды от температуры более заметна. Так, например, если при 0^о С и любом давлении удельный объем жидкой кипящей воды = 0,001 м³/кг, то при температуре 100^о С (и давлении ~ 1 ата) = 0,001043 м³/кг, а при температуре 200^о С (и давлении ~ 16 ата) = 0,001156 м³/кг.

Из этих данных следует, что при невысоких давлениях (точнее температурах) и этой зависимостью также можно пренебрегать, полагая, следовательно, что = 0,001 м³/кг.

Удельный объем влажного пара находится в пределах между и . Здесь – удельный объем кипящей жидкости, – удельный объем сухого пара. Величина зависит от степени сухости пара х. Если в 1 кг влажного пара содержится х кг сухого пара и (1 – х) кг воды, то эти х кг сухого пара будут занимать объем м³/кг, а (1 – х) кг воды (1 – х) м³/кг.

Следовательно,

м³/кг.

Так как влажный пар, применяемый в теплотехнике, имеет обычно большую степень сухости (порядка 0,9 и больше), то объемом воды, содержащейся в нем, можно пренебрегать, считая, что

м³/кг.

Неточность, допускаемая при этом, получается незначительной.

Описание таблиц и диаграмм водяных паров

1. Таблицы сухого насыщенного пара

Для нахождения параметров сухого пара и прочих практически пользуются вместо приведенных в предыдущем разделе формул (в некоторых случаях приближенных) специальными таблицами, в которых приводятся готовые значения этих параметров, вычисленные на основании опытов и теоретических исследований.

Таких таблиц было предложено несколько. В настоящее время широкой известностью пользуются таблицы Теплофизических свойств воды и водяного пара, составленные С.Л. Ривкиным и А.А. Александровым или А.А. Александровым, Б.А. Григорьевым [2]

В издании А.А. Александрова и Б.А. Григорьева 2006 года приведены девять таблиц (табл. I – IX). В табл. I приведены термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (по температурам). В первом столбце таблицы указаны температуры пара, расположенные в порядке возрастания от 0^о С до 374 ^о С; в остальных столбцах приведены соответствующие им значения параметров кипящей воды и сухого насыщенного пара. В табл. II приведены термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (по давлениям). В первом столбце таблицы указаны абсолютные давления пара, расположенные также в порядке их возрастания, начиная от 1,00 ∙ 10³ Па и до 2,21∙ 10⁷ Па, а в остальных столбцах приведены соответствующие им значения параметров кипящей воды и сухого насыщенного пара.

В тех случаях, когда требуется найти значение какого-либо из приведенных в таблицах параметров для промежуточных значений температур и давлений, прибегают к интерполированию. Из таблиц I и II видно, что с увеличением температуры и, следовательно, давления удельный объем жидкости увеличивается (весьма незначительно), а удельный объем сухого пара уменьшается. При критическом значении температуры = 374,15 ^о С оба эти объема становятся одинаковыми.

2. Таблицы перегретого пара

В табл. III приведены термодинамические свойства воды и перегретого пара. По этим таблицам для заданных давлений и температур можно найти удельный объем, энтальпию и энтропию перегретого пара.

В первом столбце указаны температуры перегретого пара, расположенные в порядке их возрастания, начиная от 0^о С до 800^о С. Для каждой температуры даются значения v, i и s, расположенные в последующих столбцах при различных давлениях перегретого пара.В строках по горизонтали указаны давления начиная от 1 кПа до 100 МПа. Таким образом, эта таблица дает возможность непосредственно или интерполяцией найти значения указанных в ней параметров, не прибегая к вычислениям.

3. is -диаграмма

В теплотехнических расчетах часто пользуются диаграммой, в которой по оси ординат отложены величины энтальпии, а по оси абсцисс – изменение энтропии. Для того чтобы найти величину энтальпии по такой диаграмме, а следовательно, и количество теплоты, необходимо измерить лишь длину соответствующего отрезка по оси ординат. На is -диаграмме имеются линии постоянных давлений (изобары) и линии постоянных температур (изотермы) (см. рис. 3).

Рис. 3. is -диаграмма

Дата добавления: 2014-12-26