ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Процесс парообразования из "Теоретические основы теплотехники " Водяной пар как рабочее тело широко применяется в паровых двигателях и как теплоноситель — в теплообменных аппаратах. В этих обоих случаях он используется при таких давлениях и температурах, что пренебрежение в расчетах силами сцепления и объемом молекул повело бы к значительным погрешностям. Поэтому применять к водяному пару в этих состояниях законы идеальных газов было бы неправильно. Нельзя поэтому применять к нему и характеристическое уравнение идеального газа (1-15) pv = RT. [c.105] В этих состояниях его рассматривают как реальный газ. [c.105] Как видно, поправки, учитывающие отклонение реального газа от идеального, вносятся в уравнение последнего. [c.105] Уравнение Ван-дер-Ваальса все же не учитывает ряда факторов, и потому для реальных газов, в частности для водяного пара, оно в расчетах обычно не используется. [c.105] Отысканию зависимости между параметрами состояния реального газа посвящены работы проф. М. П. Вукаловича и проф. И. И. Новикова, которые, помимо влияния сил сцепления и объема самих молекул, учли также ассоциацию молекул, заключающуюся в объединении одиночных молекул в двойные, тройные и тому подобные сложные комплексы, на что еще в свое время указывал Ван-дер-Ваальс. [c.105] Уравнения состояния реальных газов имеют сложный характер и для пользования в повседневных расчетах неудобны. Поэтому их обычно используют для составления диаграмм, удобных для теплотехнических расчетов, и таблиц термодинамических свойств реальных газов, важных для техники. [c.106] На основании широко поставленных экспериментальных работ в СССР созданы подробные таблицы водяного пара Московского энергетического института (таблицы Вукало-вича) и Всесоюзного теплотехнического института (таблицы ВТИ). И те и другие таблицы в технически важной области содержат близкие между собой значения термодинамических величин. [c.106] И в мировой теплотехнической литературе существует ряд таблиц водяного пара, основанных на зарубежных экспериментальных данных. Наличие разных таблиц, даже мало отличающихся друг от друга, мешает научному общению, затрудняет сравнение данных исследовательских работ, экономических показателей агрегатов и пр. Ввиду этого большое значение приобретают унификация таблиц водяного пара и создание единых таблиц не только в масштабе одной страны, но и в мировом плане. С этой целью создан Международный координационный комитет, в который в качестве члена входит координационный комитет Советского Союза. В СССР в 1958 г. состоялось совещание Международного координационного комитета. Оно наметило пути по созданию единых международных таблиц и разработало программу дальнейших исследований. [c.106] В результате экспериментальных и теоретических работ, проведенных в соответствии с этой программой после совещания, были разработаны Международные скелетные таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара и уравнения состояния, с высокой точностью описывающие эти свойства. [c.106] На основании этих уравнений в СССР составлены подробные таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара. Эти таблицы использованы при составлении помещенных в данной книге таблиц I, II и III (приложения II, III, IV в конце книги). [c.106] Получение водяного пара в технике осуществляется по преимуществу в специальных агрегатах — паровых котлах. [c.106] Изучение свойств водяного пара мы начнем с рассмотрения его образования из воды, причем будем изображать изменение его состояния в ро-диаграмме (рис. 3-1). [c.107] Отметим отдельные характерные состояния водяного пара в pt -диаграмме. Так как процесс нагревания происходит при постоянном давлении, он изобразится в виде прямой, параллельной оси абсцисс. [c.108] Точкой 1 мы обозначили состояние воды при 0° С. Точкой 2 обозначим состояние в тот момент, когда прекратилось повышение температуры и началось парообразование. [c.108] Объем воды при нагревании хотя и увеличивается, но незначительно так, при повышении температуры до 100° С объем воды достигнет Е1еличины v = 0,001043 м кг, т. е. увеличится всего на 4,3%. При температуре 200° С вода (при соответствующем давлении) будет иметь объем v = = 0,001157 ц кг, т. е. объем увеличится на 15,7% в сравнении с объемом при 0° С. [c.108] Р1наче изменяется объем, когда вода превращается в пар. Если из 1 кг воды при 100 С (давление 1,013 бар) получить пар тех же температуры и давления, то объем его будет v = 1,674 м кг, т. е. увеличится в 1 610 раз по сравнению с объемом воды при температуре кипения. [c.108] Если давление р = 20 бар, то при переходе воды в пар тех же температуры и давления объем ее увеличизается в 85 раз. При давлении же 100 бар объем увеличивается только в 12,5 раза. [c.108] Состояние водяного пара в тот момент, когда исчезла последняя капля воды, обозначено точкой 3. [c.108] О таком паре говорят, что он насыщает пространство, в котором находится, и поэтому водяной пар в состояниях между точками 2 и 3 называется насыщенным. В самой точке 2 это еще только кипящая вода, т. е. здесь начинается парообразование, точка же 3 характеризует конец парообразования. Так как точка 3 характеризует такое состояние, когда вся вода уже превратилась в пар, он здесь называется сухим насыщенным паром. Во всех промежуточных состояниях между точками 2 и 3 рабочее тело представляет собой смесь кипящей воды (воды, нагретой до температуры кипения) и сухого насыщенного пара. Такая смесь называется влажным насыщенным паром. [c.109] Массовая доля сухого насыщенного пара во влажном паре называется степенью сухости пара и обозначается буквой X. Если рассматривать 1 кг влажного пара, то х вместе с тем измеряет массу сухого пара, а(1 — х) — массу кипящей воды в 1 кг влажного пара. [c.109] Вернуться к основной статье