Термодинамика реальных газов и паров Кошкин В.К. Михайлова Т.В. (1013767), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Массовзя доля сухого насыщенного пера в одном кило- грамме влажного пврз обознечзется через Х и носит нззве- ние степени сухости ипи паросодерм<ания впажного пере; К меняется от нуля до единицы; Х =0 — нижняя погрзнич- нзя кривая (кипяшзя вода); Х 1 — верхняя пограничная кривая (сухой насыщенный пзр). Мэссовея доля воды в одном кинограмме влажного пе- рв обозначается чере б че еэ ~ и носит название степени впэжно- сти пара: (2.2) 1 - Х , ф = 1 (нижняя пограничная кривая — кипяшзя вода); ф = 0 (ве хняя погреничнзя кривая — сухой насыщенный пар).
Объем сухого насыщенного пере в 1 кг впвжного пара [~~ =У~К м /кг, где сЯ - удепьны ъ й об ем сухого паре Х вЂ” копичество су- 1 кого пара в 1 кг впюкного паре, Контропьнея карточка 6 Вопрос Ответ 1. Какое из приведенных уравнений определяет степень сухости впюкного пера? ( 1/ - объем;ы' — месса) э - сухой несыщенный пар; ж — жидкость .
2— Ь «)/ж Фу -ф — ٠— у' б'ж 4 — — ' Окей, 2. Какое из приведенных выражений определяет степень впежности паре? - ~С 2- 1/«1 8 — 1+«. 1 — Р~«; 2 — Ь~г ~~ 3 -й «гуР; 3. Какое из приведенных уравнений опредепяет удельный объем влажного пара? Удельный объем влажного пара: б" =~~к т~//. - и «т~/-ФФ;„мЬг, (2.3) где у - количество воды в 1 кг влажного па а Ф' з р 1,~~-удельный объем воды 1фщ 0,001 м /кг. В технике обычно употребляются пары со степенью сухости Х > 0,8, т.е. фК 0,2.
Следоветепьно (1- «)У' ч о оООь 0,0002. Поэтому с достаточной степенью точности удельный объем впежного пара можно определять Х (2.4) Ли нии одинаковой степени сухости лепят участки 2-3 пропорционально величине Х (рис. 3). Для сухого насыщенного пара зависимость удепьного объема от давления /У'=/~~Э довольно точно выражветси эмпирическим уравнением Мопье (уравнение верхней пограничной кривой): /(? .1ф - 1,7236, 16/16 (2.6) где 0 - девпение пере в эта, Р~ м /кг; Продопжениз Ф 8.
Капичество теплоты звт ачиввемой не и оцесс ца ооб езования Рассмотрим процесс 1 — 2 подогревв жидкости (воды) (см. рис. 3), Тепло, подводимое и этом процессе -1~ ° нвзывается теплотой жидкости. Теплота жидкости — копичество теппоты, потребное дпя о нвгреввния 1 кг жидкости от 0 С до темперетуры кипения ~й при данном давпении. ~~- Юд ~'~.— .~ где Сй,? — удельная теппоемкость волы, но так как йп 0 С, по 8~в,? ~' ° Дж/кг; (2.6) ~8 =~хдппри денном девпейин. Вообще же удепьнвя теппоемкость воды явпяется функцией температуры я может быть опредепена по эмпирической формуле Дитернчи: /.'дд,? = 4,2868 [0,88827-0,00010368 1+ + 0,0000020736 1д1 кДж~кг К). (2.7) Теппота жидкости (Д ) зависит от давления, при котором идет процесс парообрэзоввння.
Вначале с ростом давпения набпюдается ускоренный рост ~ эв счет увепичения сип взеимодействия мопекуп„тэк как повышение температу- 6 ры при этом сравнительно еще невелико (до 0 ~40 10 Пе), а дапее поспе 40 ° 106 Па рост ~ зе счет ростер хотя и происходит, но бопее замедпенно, так квк начинает скезыэвться обрэтное влияние температуры нв сипы взаимодействия мопекул. Нв рис. 4 предстевпенэ качественная зввисимость ~ = у( Р). В процессе 2-3 подводится теппо Г , идущее на перообреэование (теппота парообрвзования), Тениста пврообразоввния à †количест теппоты, необходимое дпя превращения одного кипогрвмма кипящей воды в сухой насыщенный пар при денном девпеннк. При перообразоввнии тедпо честичио ядет яв работу расширения, эта 28 — -г ) Дж/кг. (2.10) (2.9) лгу агу в гггэ р иа лт гг(г, си ле г, Рис.
7 ию 777 яО 5ФЯО ЙЮ Р .Е часть тепла обсэнвчеется че е (7" рез (7 и нвэывается внешней теплотой лврообрезования: ~раггш. ~рггг~гг ф14~ гг ~ ) Пжlкг. (2. 3) Большая же часть те плоты пврообраэовения идет нв преодоление сил молек ля ног у рного взаимодействия чвстиц жидкости прн их испэрении, обусловливва собой ю рв оту, т,е, абот со о твк нвзываемую ° .
р у, идушую на изменение внутренней энергии лря испарении (работе днсгрегвпии): 0 =ьь' — гг . В дальнейшем б е уд м обозначать периметры жидкости и сухого несышенного пв в п р ри данном,Ь следуюшнм обрезом: НПК (Х "0) ВПК (Х =1) 6"' 1/-7,) внутренняя энергия гг Р энтропия 3 1 3ч энтальлня ~1 и теллоемкость СУс' ) Ь В л бл Уг Ь' еличина изменения внутренней е нергии Р при испарении является преобладаюшей т. Итак, согласно изложенному у -ф'+Р, Как видно, в пооцессе 2- — 3 имеет место изменение внутренней энергии (гг -гг ) при Т бдггзг вследствие совершения работы днсгрегации.
Теплоте пврообрвэования г есть функциа давления 7'"=г'"(',Ь). С увеличением давлениа величина г" уменьшэ шэется и для критического давлении волы Ь = 221,3 103 Пв, 7 =О. Это иллюстрируетса сокрашением горизонтального участка 2 — 3 процесса пврообраэованиа с ростом л двв ения, при котооом идет процесс парообраэовения. 24 При Ре Р горизонтальный участок процессв испарения к отсутствует и 7' О. Следовательно, квчественная зависимость г"=г" (',Ь) имеет следующий вкд (рнс, 8).
В процессе 3- 4 подводится тепло ~ли , которое идет на нвгрев пара Средняя теплоемкость паре бр в процессе его перегрева зависит от Г и Ь . Опытные денные и теоретические расчеты по Вуквловичу показывают, что теплоемкость со перегретого пера, во-первых, при повышении температуры при ь д777гмл быстро уменьшается, доходит до некоторогс минимума, а затем имеет тенденцию к медленному возрастанию; во-вторых,для одной и той же темпервтуры (~лис бФгФг ) теплоемкость перегретого пара воэрвстает с увеличением давления.
Причем эта зависимость С'о от,Ь уменьшвется с повышением темпервтуры. Зввисимссть Ь)о от 1лгр и,Ь представлена на рис. Е. Графическое определение среднего значения ь',с в интерввле температур от лэ до 174с для зеленного давления,Ь представлено на рис. 7. бр - средняя теплоемкость перегретого лара в интервзле температур от 1~ до Епер Полная теплота образования влажного перв со степенью сухости гС будет равна 25 Д +/"Х Пж/кг. (2.11) Полная теплота образования сухого насыщенного пара будет равна Лд =$~'/ Ц~;Р РР~ (2'2) На рис.
8 представлена хачественная зависямость попной теплоты образования сухого насыщенного пара от Л, давления .~~ =~ф). Иэ приведенных данных вытекает основное термодинамическое преимущество паров высокого давления. Пар выше Л~ Р сокого давления бопее эконо- Контрольная карточка 7 Ответ Вопрос 1. Чему равно количества теплоты, пошедшей на пропесс парообразованияй 1 -/ / 2-Р Ф'; 3 - Ййед~б/ ",а (~пер ~а/ . 1- 2 2 -Рт4'; ь'зед ~д ) % ~'еЫ 2.
Чему равно количество теппоты, пошедшей ыа о нагрев жидкости от 0 С до температуры кипения? 1 — Ф'-,Р; 2 - ф' >/О р 3 - Ф~/О ° 3. Укажите правипьное соотношение между теплотой, пошедшей на работу расширения в пропессе парообразованяя -ф', и теплотой, пошедшей ыа преодопеыие Рис. 8 мичен, так как дпи своего образования требует зиачитепьно меньшей затраты теппа, ыежепи пары низкого давления, Полная теплота образования перегретого пара: //. =~ +/ +(~ ~+2'+С ~1 -Я Пж/кг.
(2.13) /ее л з а е4ед Продопжзииз Перегретым паром называется пар, температура которо- го ~де~,выше температуры насыщения (температуры кипения Й~), соответствующей даныому давпеыыю ( 6//4а ъ1~). Разность температур ( ~ееа-Е~ ) называется степенью перегретости пара. Свойства перегретого пара резко отпичаются от свойств насыщеняого пара и приближаются к свойствам газов.
При- чем, чем больше степень перегрева пара, тем больше это приближение. Перегретый пар является по существу своего поведения реальным газом и его уравнение соотояния откланяется от уравнения ооотоянйя идеальных газов,Ь//' = Я1 ° В настошцее время имеется аравнытепьно большое капи- чества эмпирических уравнений состояыяя переГретого пара, Имеется приближенное уравнение состояныя перегретого р((/.+л (/.)=а т, (2.14) где Д // — некоторая постоянная поправка по Вукаповичу: е((/' 0,007, т.е. уравнение состояния перегретога пара дается в виде ,Й ( 1У' + 0,007) " Р '/* .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
