Расчет основных процессов водяного пара

В общем случае расчет процессов водяного пара состоит в.определении параметров пара в начальном и конечном состояниях и вычислении подводимого тепла, изменения внутренней энергии и работы изменения объема, связанных уравнением первого закона термодинамики

.

Для этого должны быть заданы значения двух каких-либо параметров в начальном состоянии пара и двух параметров в конечном состоянии. В отдельных случаях вместо какого-либо из них может быть задано значение или l.

Изохорный процесс в рυ – диаграмме изображается вертикальной прямой 1-2 (рис. 7.13). В этом процессе l =0, поэтому для него

.

Значения внутренней энергии в таблицах не приводятся, их нельзя получить непосредственно и из is –диаграммы. Поэтому приведенное равенство удобно записать, используя формулу (1.8), в такой форме

или . (7.11)

В is – диаграмме (рис. 7.14) график этого процесса изображается линией 1-2. Начальная точка 1 находится на пересечении изобары р₁ и линии постоянной степени сухостих1, а конечная точка 2– на пересечении изобары р₂ и изотермы t₂.

Следует заметить, что если в данном процессе , то подвод тепла к влажному пару сопровождается не подсушкой его (как показано на рис. 7.13 и 7.14),а увлажнением и при переходе через пограничную кривую пар превращается в воду.

Изобарный процесс в диаграмме изображается горизонтальной прямой (рис. 7.15). Для этого процесса, используя формулы (4.6) и (4.10), получаем

. (7.12)

В is – диаграмме (рис. 7.16) график этого процесса изображается линией 1-2, у которой начальная точка 1 находится на пересечении изобары процесса с линией постоянной степени сухости х₁, а конечная точка 2 – на пересечении той же изобары с изотермой t₂. Изотермический процесс в – диаграмме изображается ломаной линией, которая в области влажного пара имеет вид горизонтальной прямой, а в области перегретого пара – кривой, постепенно переходящей (по мере удаления от линии х=1) в гиперболу (рис.7.17).

Теплоту этого процесса удобно определять по формуле

.

В отличие от идеальных газов у водяного пара изотермический процесс сопровождается изменением внутренней энергии, которое составляет

. (7.13)

В соответствии с этим работа изменения объема может быть определена по формуле

. (7.14)

В is – диаграмме (рис. 7.18) график этого процесса изображается ломаной линией 1-2, которая в области влажного пара имеет вид наклонной прямой, а в области перегретого пара – кривой, обращенной выпуклостью вверх и постепенно (по мере удаления от линии х = 1) приближающейся к горизонтальной прямой. Начальная точка находится на пересечении изотермы процесса (совпадающей здесь с изобарой р₁) с линией постоянной степени сухости х₁, а конечная точка – на пересечении той же изотермы с изобарой р₂.

Адиабатный процесс в – диаграмме изображается плавной кривой, более крутой, чем верхняя пограничная кривая (рис.7.19).

В этом процессе q=0, поэтому

(7.15)

В is – диаграмме (рис. 7.20) график этого процесса имеет вид вертикальной прямой 1-2. начальная точка этого процесса 1 находится на пересечении изобары р₁ с изотермой t₁, а конечная точка 2 – на пересечении изобары р₂ с линией постоянной степени сухости х₂.

При адиабатном расширении перегретого пара он становится сначала сухим насыщенным, а затем влажным, причем с понижением давления степень сухости его уменьшается. Следует заметить, что в области очень влажных паров вблизи нижней пограничной кривой адиабатное расширение пара сопровождается не увлажнением его, а подсушкой.

Тема №8

Влажный воздух

Дата добавления: 2014-01-03