ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Водяной пар. Процесс парообразования из "Общая теплотехника Издание 2 " Среди рабочих тел, с которыми приходится иметь дело в теплотехнике, водяной пар занимает одно из важнейших мест. Объясняется это, главным образом, повсеместным распространением воды, ее дешевизной, безвредностью для здоровья человека и некоторыми ее термодинамическими свойствами. [c.50] Надо отметить, что техника подходит уже к пределам экономичности при использовании водяного пара как рабочего тела, и в настоящее время начинают применять и другие рабочие тела, могущие с еще большим успехом быть использованы в теплотехнике. [c.50] В этом параграфе водяной пар будет рассматриваться как реальный газ, т. е. в состояниях, сравнительно близких к жидкости. В таких состояниях водяной пар применяется как рабочее тело в тепловых двигателях и как теплоноситель в теплообменных аппаратах. [c.50] Уравнение (1-106) и другие, служащие для вычисления параметров состояния водяного пара, сложны, и непосредственно ими пользоваться в повседневных технических расчетах невозможно. Поэтому вместо аналитических зависимостей пользуются табличными зависимостями. [c.51] Подробные таблицы составляются через достаточно малые интервалы. В дополнение к таблицам водяного пара строят и графики (диаграммы), которые позволяют быстро вычислять параметры и решать ряд задач, представляющих большие трудности при использовании аналитического пути. [c.51] Советские теплотехники из года в год со-верпгенствуют таблицы водяного пара. В годы сталинских пятилеток был выпущен ряд таблиц. В таблицах проф. А. А. Радцигаотносящихся к этому периоду, изложена подробная теория водяного пара и дан критический обзор имевшихся к тому времени экспериментальных данных. В дальнейшем теоретические и экспериментальные работы по водяному пару велись в МЭИ и Всесоюзном теплотехническом институте (ВТИ). [c.51] В последнее время Всесоюзным теплотехническим институтом (ВТИ) выпущены новые таблицы водяного пара, основанные на результатах собственнных многолетних экспериментальных работ по теплоемкостям и удельным объемам пара эти работы позволили отказаться от всякой экстраполяции при установлении свойств водяного пара в пределах до 300 йта и 600° С. [c.51] Таблицы Вукаловича и ВТИ в практически важной области совпадают между собой с достаточной для технических расчетов точностью. [c.51] Таким образом, впервые в мировой науке в СССР получены надежные данные по свойствам водяного пара и созданы таблицы, охватывающие область высоких и сверхвысоких параметров, по пути использования которых развивается советская энергетика. [c.51] Сокращенные таблицы ВТИ приведены в конце книги (таблицы I, II и III). [c.51] В обычных условиях, при атмосферном давлении и комнатной температуре, вода находится в жидком состоянии. Чтобы пользоваться этим рабочим телом в газообразном состоянии, которое наиболее удобно для применения в тепловых двигателях, нужно получить водяной пар. Это осуществляется в паровых котлах в них процесс образования пара идет при постоянном давлении. Мы рассмотрим тот же процесс и происходящие при этом изменения состояния водяного пара в условиях, более удобных для исследования. Для этого представим себе, что 1 кг воды помещен в цилиндр с подвижным поршнем. Все изменения состояния будем отмечать в / У-диаграмме, которую расположим над чертежом цилиндра (фиг. 1-31). [c.51] Для любого состояния рабочего тела между точками а и а взаимодействие между паром и жидкостью таково, что сколько молекул из жидкости вылетает в пространство, занятое паром, столько же молекул в то же время переходит из парового пространства в пространство, занятое жидкостью. Поэтому говорят, что насыщенный пар находится в равновесии с жидкостью, из которой он образовался. [c.52] В точке а , где вся вода уже превратилась в пар, он называется сухим насыщенным или просто сухим паром. Во всех промежуточных состояниях между точками а и а , где рабочее тело состоит из кипящей воды и сухого насыщенного пара, та и другая части необязательно должны быть разделены одной поверхностью, а вода в виде мелких капелек может быть распределена в объеме, занятом паром. В этом случае смесь кипящей воды и сухого насыщенного пара называется в л а ж н ы м насыщенным или просто влажным паром. [c.52] Весовая доля сухого насыщенного пара во влажном паре называется степенью сухости и обозначается буквой х (1—х)—доля воды в 1 кг влажного пара иногда это число называют влажностью пара. [c.52] Температура кипения воды зависит от давления, под которым вода находится. Чем выше давление, тем выше температура, при которой начинается кипение воды. Так, при /7 = 0,00623 ama вода кипит при 0°С при р= ата = 99,1°С при р = 50ата = = 262,7°С при р=100ата i = 309,5° . [c.52] Обратно, каждой температуре, при которой происходит кипение, соответствует определенное давление, которое называется давлением насыщения. [c.52] Наличие однозначной зависимости между р и приводит к тому, что для насыщенного пара параметры — давление и температура — не определяют состояния и кроме р (или t) необходимо задать еще один параметр, чтобы состояние было определено вторым параметром чаще всего служит степень сухости х. [c.52] Удельный объем пара в точке а , т. е. удельный объем сухого насыщенного пара, обозначают v . [c.53] Если теперь взять воду при 0°С и другом давлении р , более высоком, чем давление то объем ее будет такой же, как и при / ,, т. е. и в этом случае 0,001 m kz. При нагревании воды процесс парообразования начнется при более высокой температуре следовательно, объем воды при достижении точки кипения будет больше, чем в предыдущем случае. Начальное состояние воды обозначим Ь, состояние воды при температуре кипения Ь будет лежать на изобаре правее точки а продолжая подводить тепло к кипящей воде, мы будем получать влажный насыщенный пар и в точке Ь получим сухой насыщенный пар. Оказывается, что точка Ь лежит левее точки а . [c.53] Для рабочих тел, широко применяемых в хладотехнике, критические параметры составляют для аммиака р 112 ama, — = 133° С для углекислого газа р =75 ama, I, =31° . [c.53] Вернуться к основной статье