ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термодинамические процессы реальных газов и паров из "Теплотехника " Согласно выражениям (1.144) и (1.145), ц, = 1 только при обратимых процессах. [c.33] Переход какого-либо вещества из одной фазы в другую происходит при определенных параметрах. Поскольку закономерности этого процесса у различных веществ одинаковые, для изучения в качестве объекта лучше взять наиболее распространенное в природе вещество — воду, щироко применяемую в теплотехнике в качестве рабочего тела. [c.33] Парообразование — процесс перехода вещества из конденсированной фазы (жидкой или твердой) в газовую. [c.33] Кипение воды сопровождается бурным парообразованием по всему объему жидкости. Вследствие подвода теплоты к кипящей воде часть ее испаряется, но температура жидкости и образовавшегося пара Т = onst. Следовательно, изобара и изотерма процесса кипения реального вещества совпадают. Эту особенность реального вещества нельзя изменить, например, увеличением интенсивности подвода теплоты. [c.34] Полное выкипание воды при Т = onst произойдет в точке с при удельном объеме и . Таким образом, в интервале удельных объемов v — v (be) сохраняется смесь воды и пара, называемого влажным насыщенным. Жидкость и пар находятся в равновесии так, что непрерывно одна часть молекул переходит из жидкости в пар (испарение), другая — из пара в жидкость (конденсация). В состоянии, характеризуемом точкой Ь, все количество вещества является жидкостью при Т — Тц — температуре насыщения (кипения, конденсации), в точке с все количество вещества выкипело и пере-щло в пар. Такой пар называется сухим насыщенным. [c.34] По рис. 1.16 Гх — V = Ье и и — и = Ьс, тогда X = Ье/Ьс и (1 — х) = ес/Ьс. Степень сухости пара изменяется от х = О (кривая I) до X = 1 (кривая 2). [c.34] Если к сухому насыщенному пару, характеризующемуся точкой с (состояние очень неустойчивое), продолжать подводить теплоту (процесс с 1), то его температура возрастет (7 Т ), а удельный объем увеличится v г ). Пар в точке (1 получается перегретым. Чем выще температура перегретого пара, тем ближе его свойства к свойствам идеального газа вследствие снижения влияния сил межмолекулярного сцепления и относительного уменьщения совокупного объема молекул по сравнению с объемом, занимаемым перегретым паром (г г ). [c.34] При большем давлении описанный процесс парообразования может быть представлен зависимостью аЬ с . Построив такие зависимости процессов парообразования при нескольких значениях давления и соединив соответствующие точки бис между собой, можно получить границы 1 — нижняя пограничная кривая между кипящей жидкостью и влажным насыщенным паром, характеризуемая нулевой степенью сухости (х = 0) 2 — верхняя пограничная кривая, соответствующая параметрам сухого насыщенного пара (х = 1). Это граница между влажным и перегретым паром. [c.34] При определенном давлении р = рк, называемом критическим, границы 2 и 3 сливаются в точке к (критическая точка) с параметрами рк = 22,129 МПа Гк = = 0,00326 м г Т = (А1,Ъ К. [c.34] Теплота жидкости -- количество теплоты, необходимое для подогрева 1 кг воды от температуры То = 273 К до температуры Т насыщения. [c.34] Если принять при Т = То внутреннюю энергию воды и о = О, то q = и. При температуре Т = То энтальпия жидкости 0 = и о -I- ри о % О вследствие малости слагаемого ру о и ранее принятого условия Но = 0. Однако это допущение с достаточной степенью точности справедливо лишь при низких давлениях. По мере роста давления энтальпия ( о увеличивается (энтальпия о = 39,7 кДж/кг при р = 40 МПа и 0 = 95 кДж/кг при р = 100 МПа). [c.35] Так как при малых давлениях член рУо относительно мал, с достаточной степенью точности можно принимать I % q. Однако при больших давлениях такое допущение может привести к заметной неточности. Действительно, уже при р = 20 МПа / — q = 19,6 кДж/кг, что составляет более 1 % величины q. [c.35] Теплота парообразования - количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг жидкости, нагретой до температуры кипения, в сухой насыщенный пар при постоянном давлении (и постоянной температуре). [c.35] Свойства перегретого пара (точка рис. 1.16) существенно отличаются от свойств насыщенного пара. Чем больше разность температур перегретого (точка (1) и сухого насыщенного пара (точка с) при одном и том же давлении, тем ближе свойства перегретого пара к свойствам идеального газа. Это хорошо видно из рис. 1.3 Тх Т2 Тк). Чем выше температура, тем ближе форма изотермы перегретого пара к изотерме идеального газа (см. рис. 1.10, а). [c.36] Перегретый пар получают из сухого насыщенного в специальных пароперегревателях. [c.36] Теплота перегрева при известной теплоемкости с. [c.36] Изобарный процесс d перегрева пара (см. рис. 1.16) отличается от изотермного di, но в области II насыщенного пара эти процессы совпадают. [c.36] Уравнение (1.173) применимо и для других двухфазных систем. Например, при изучении равновесного состояния твердого тела и пара вместо теплоты парообразования г следует использовать теплоту сублимации, а для фаз твердого тела и жидкости — теплоту плавления. [c.38] Вернуться к основной статье