P-V диаграмма водяного пара

АЕ – зависимость уд. объема воды от давления при температуре 0 °С

АК – график зависимости уд. объема воды в сост. кипения или насыщения от давления (нижняя пограничная кривая) х=0 степень сухости пара.

КВ – график зависимости удельного объема сухого насыщенного пара от давления (верхняя пограничная линия)

В точке А' вода находится в состоянии кипения; С' – влажный пар; В' сухой насыщенный пар (вся вода превратилась в пар), D' – перегретый пар (относительно температуры насыщения при данном давлении). К – критическая точка в ней исчезает различие между жидкостью и паром. Существование вещества в двух фазном состоянии выше критической точки невозможно.

Для воды давление в критической точке 221,29 бар; температура 374,15 °С. Значение температуры в критической точке это абсолютная точка кипения жидкости (максимальная температура при которой возможен процесс кипения).

T-S диаграмма.

h – S диаграмма

Наиболее удобный метод расчетов процесса водяного пара – графический. Наносится нач. состояние пара по известным параметрам, проводится линия процесса и определяется параметр пара в конечной точке. При этом необходимо знать хотя бы два параметра в начальном состоянии и один в конечном.

1) Изохорный процесс (1-2 V=const) В изохорном процессе при подводе теплоты к влажному пару увеличивается его давление и температура.

Внешняя работа – работа изменения объема

L_1-2= _V1∫ ^V2 PdV=0; q_1-2=ΔU_1-2 (подводимая теплота расходуется на изменение внутренней энергии)

i=U+PV; U=i – PV; ΔU_1-2= i2 – i1 – V(P2-P1)

Удельная техническая работа L'_1-2=- _P1∫^P2 VdP = V(P1-P2)

2) Изобарный процесс (1-3 P=const)

Удельная техническая внеш. работа L'_1-3=- ∫ VdP = 0

Уд. раб. измен-я объема L_1-3= _V1∫ ^V3 PdV= P(V3-V1)

Изменение внутренней энергии ΔU=U3-U1=i3-i1

При подводе теплоты в изобарном процессе к влажному пару степень сухости его растет, температура остается постоянной. Он переходит в сухой (Х=1), а при дальнейшем подводе теплоты в перегретый.

3) Изотермический процесс (1-4 Т= const)

Количество подведенной теплоты в изотермическом процессе можно определить через изменение q_1-4=T·(S4-S1)

Изменение внутренней энергии и энтальпии равно нулю q_1-4= L_1-4= L'_1-4

Для двух фазного состояния (0<X<1) влажный пар. При Т= const, Р так же постоянно. При этом меняется удельный объем, энтальпия, энтропия и внутренняя энергия.

L'=0 → Δi=q L = PΔV

4) Адиабатный процесс (1-5 dq=0).

dS=dq/T=0, S=const; S1=S5; L_1-5=U1-U5; L'_1-5= -Δi_1-5=i1-i5

4, Цикл и схема парокомпрессионной холодильной установки.

Схема:

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: