Термодинамика реальных газов и паров Кошкин В.К. Михайлова Т.В. (1013767), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Изобарный процесс (6 «~р/уу~ ) Р Роцесс в,бК,/о „г~ - координатах в т изо ра- Как известно аб т , р о а изобарного процесса определяется плошадью под процессом в ю//'- координатах и равна д /р. у ) йж/кг. (2.48) о эрном процессе, Количество теппоты, участвуюшей в изоба ном л о е нп можно определить плошадью под процессом в коорцинат уо я отрезком вертикали между начапьной и конечной точкамн процесса в координатах ~3, так как в яэобарном про- цессе Рис.
18 Рис. 18 Согласно формупе (2.46) изменение внутренней энергии в данном процессе можно определить следующим образом: дК Ъд му д( Р(~~а ~>~ ) Джйкг. (2.60) Твким образом, иэобврный процесс просто рассчитывается с помощью 15 -диаграммы> для этого по дивгрвмме опредецяем 5в,,Ь, Уй, Ф) и рассчитываем ~, 5Й, >'.. 3. Иэотермический процесс (Т Й7>>оГ ) ° Изотермический процесс в,1ч>"> 75 > г5 -координвтвх иэобрвжен нв рис. 18. Следует отметить, что тепло, сообщенное пару в изотермнческом процессе легко опредепяетоя по >'5 и е 5 -диагрвм- О =Тамб. (2,61) Дпя идеапьного газе, согпвсио урввнению первого эвконв термодинвмики, мы имели ~ = (. =Р7~ [П вЂ”,, Джlкг, (2.62) Й~ поскопьку дпя него при Т СО>>5Г >>1>' = О, Аг = О. Однако как реального газа эти соотношения являются неверными, твк квк дпя парв при Т=СОПЙ д>>'.
О дБ Внутренняя энергия перв изменяется и при Т= С57Гй'за счет работы дисгрегвции — работы, идущей нв преодопение сил взаимодействия между мопекупвми жидкости при испарении, т.е. дпя пвра ~>Б, твк как И~>11. Поэтому уравнения первого звконв термодинамики ддя процессе ТТ=с"~7,ч5с э и име- Р ненни к понятию идевпьного газа становятся недействитепьными.дпя пара как реального гаев и тепла процесса может быть опредепено как 44 ~ =3Д~~ (2.63) Изменение внутренней энергии в изотермическом процессе может быть опредепено по формуле (согпвсно (2.46)): ,УЙ.
31 Я~О~ - Огану) Джlкг. (2Л4) Работа изотермического процессе определяется иэ общего урввнения первого закона термодинамики (2.63): 1 = У -~ж Джй . (2.66) Твким об взом р „дпя расчета иэотермического процессв по днвгрвмме г5 необходимо по дивгрвмме определить И~ Д >,б~ > Ц > ~д и рвссчитвть Д с>м' 4.
» . Адивбвтный (изоэнтропийный) цроцесс ( $ О). Адивбвтные дроцессы в,йР',ТД,1Ф -координвтвх изобрвжены нв рис. 19. и т три вида вднвбвтного процесса иодян г рв' 1. в Адиабатный процесс впвжного пара (процесс 1-2), . 2. . Адивбвтный процесс сухого лара (процесс 1-2)., 3. Адивбвтный процесс перегретого перв (процесс 1-2). Рассмотрим все три вида вдивбат водяного пара: 1.
Адивбвтв апвжного пврв (процесс 1-2). П ри вдиабатном расширении впвжных паров с большой степенью впвжности вцвжный пвр подсушиввется и его пвросодержвние,М уведичивветси. Наоборот, пря вдиабвтном расширении влажных паров с большой степенью сухости происходит их конценсвция и снижение степени сухости Х. Существует приближенное урввнение Цейнера для вдиабвты впвжного перв виде,Ой ь>ОУ>5>.. Если при вднвбвтном процессе рвсширения пвр в нвчвльном состоянии был уже алвжным, то урввнение адивбвты впажного перв имеет вид (2.58) (2.58) 2, 1,035+0,1х б7УУ3~~ В етой фсрмупе Х - нвчепьное при рвсшярении ипи конеч- ное - при сжвтии.
Это уравнение применимо пишь квк при- бпяженное и только дпя паров со степенью сухости Я',ъ0,7. Спедоввтепьно> в уравнении (2.56) поквзвтепь едивбет- ного процессе влажного насыщенного перв К 1,035+ 0,1 Х, но это эмпирическое знвчение величины К дпя влажного нв- сышениого пара и, конечно, в этом спучве ~ Ь Р С: И.И.
Новиковым выведена теоретически значительно бо- пее точнвя формула дпя вычиспения доквзателя вдивбвты впвжного пара. Этв формуле И.И. Новикова дпя покезатепя вдиебаты д' впвжного перв имеет сложный вид, Прн некоторых упрощениях можно принять по Новикову поквзатепь вдиебаты А' впвжного пврв ~- — ГИ 1 ( 7~~ Если же дпя адивбвты впвжного пара принять обычное уревнение квк и дпя газов ,б~ СбУ1~1 и пи к Ф-(."') то тогда среднее значение покаэвтеля едиабвты К нпвжного перв в интервапе от нвчапьного состояния Д, ~~~ до неко- торого конечного Од, р8 нейдетсн квк 'КА-~~Рд ф~ б~ -~К6 Воспопьзовввшясь термодинвмическимн теблицами, мож- но по звданным значениям дввпений р1 и р2 в нвчвпе и кон- це адявбатного процесса и по заданному начальному нянче- нию объемв У~ вычислить яэ условия ~~=3~ с большой сте- пенью точности конечный объем Я~ и показатель вдиабаты А' впвжного пара квк во всем ннтерввпе, так и в двиной точке.
Уравнение работы расширения произведенной паром в > впиебвтном процессе, определится из спедуюших соотношений. Пля адивбвтного процесса квк изоэнтропяйного процес- са имеем 9 = О, ь = РРЛуг. Следовательно, согласно пер- вому закону термодинамики имеем 46 бИ+ь 0; (2.61) За =-г джукг1 (2.62) Вычисление ды. можно легко произвести ло ~'б- див м- ме дпя пара, Согласно (2.46) имеем (РГ~2 Р~У~) Джl кг. (2.63) Оп еделив р д ив д~,,Ь~ .Д,Я~, Ру из диаграммы, подсчитаем еепичины Дм'. и 2. Адивбатв сухого насыщенного пера (процесс 1-2). При вдивбвтном расширении сухой нвсышенный пер переходит но влажный.
Наоборот при вдиабетном сжатии сухой нвсыщенный дер переходит в перегретый. По Пейнеру покв- затель вдиебеты К сухого насыщенного лара получается из знвчения покаэвтеля вдиабаты дпя влажного перв при ДГ =1: А - 1,135; урввнение вдиабаты сухого насыщенного перв примет вид ,0 (/' ' 0077.И . 1,135 (2,64) В этом уравнении величине поквэвтепя адиабвты К 1,135 является эмпирическим коэфициенрм и, следовательно, не определяется отношением я (К~ ~ ), в то время квк дпя с' ~'р. идеального гвза поквэетепь адиабатного процесса всегдв ~'о равен с'и 3. Апиабата перегоетого перв, и Ппя процессе 1-2 в начвле и конце пвр перегретый.
( Лдя процессе 1 — 2 нвчапьное состояние — пар перегре- тый, конечное состояние — пар впвжный насыщенный, Лпя перегретого двра эмпирическое уравнение едиабвт- ного процессе имеет вид Р1г1'3 СО/х 8~ „ (2.65) Это уравнение более точно, чем уравнение Пейнере дпя впеж- ного и сухого паров и здесь твкже поквзатепь адивбаты Ф~ к 1~, а является лишь эмпирическим коэффициентом. Ф' Если рессмотреть процесс 1 - 2 (рис. 16), когда в про- цессе вдиабвтного расширения перегретый пэр переходит в сухой насыщенный, в Звтем и во впежный, то рвсчет такого едиабатного процессв надо вести по его отдепьным учвст- квм. Ппя участка Л~ надЪ пользоввться уравнением адивбвты перегретого пара 0~Г ' Л~7РКИ. 47 Дпя участка процесса М уже необходимо подьзоваться уравнением адыабзты сухого насыщенного пара, например, уравнением Пейнера: ,1?К ' - СОУ?.55.
Контрольная карточка 14 Ответ Вопрос 1. Можно ли при ызохорном процессе охлаждения перегретый пар перевести в ж яд ко с ть? 2. Можно пы в вдиабатном процессе расширения сухой насыщенный пер пере- весты в жидкость? 3, Можно пи в изобарыом процессе отвода теппа перегретый пар перевести в жидкость? 4. Чему равна работа расширения пара и изотермнческом процессе? 1 — нельзя; 2 — можно; 3 — можно, при соблюдении опредепеныых условий, 1 — непьзя; 2 — можно; 3 — можно, при собпюдениы определенных условий. 1 — нельзя; 2 — можно; 3 — можно, пры соблюдении определенных усповнй, 1 -1 =й7Ю вЂ”; ~/ 2 -~ -У1 3-У =у-~и.
Г пава Ш. ПРЯМЫЕ ПАРОВЫЕ ЦИКЛЫ (ИДЕАЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ ПАРОСИЛОВЫК УСТАНОВОК) (( 16. Па овей цыкп Реыкына пенного асшн ения На рис. 20 представпене схеме простейшей паросиловой уствновки, где 1 — перовой котел; 2 - пароперегреватепь; 3 - паровая турбина; 4 - конденсатор; 5 - пнтатепьный насос. Обычно рабочим телом в паросиповых стационарных установквх является вода. Вола с температурой ~б поступает в паровой котел 1, где оыз нзгревается до кипения, испаряется ы превращается в насыщенный пар. Звтем насыщенный пвр поступвет в пароперегреватель 2, где оы подсушивается и перегревается при постоянном давленыы. Из пароперегреватепя перегретый пар с параметрами Тра ф поступает в паровую турбину 3, где, расширяясь, производит полезную рвботу.
Отработавший пар поступает в конденсатор 4, где он конденсируется при постоянном давлении в воду с температурой . Затем конденсат (вода) питательным насосом 5 снова подеется в перовой котел 1 н цикл повторяется. Ог 11 (1 Рис. 20 Рыс, 21 5. Как изменятся степень сухости влежного пара при адиабатном расширении? 6. Что собой представляет покеэатель адиабзты паров: а) влажного насыщенного пара; б) сухого насыщенного пвр а, в) перегретого лара.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
