ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Условия существования влажных паров в соответственных состояниях из "Термодинамика парожидкостных потоков " Содержание понятия о соответственных состояниях многофазных систем пока еще не установилось, и это допускает известную свободу его толкования. Например, в число признаков соответственности может быть наряду с другими величинами включено и равенство концентраций. Таким образом, для определенности требуется ввести некоторое соглашение. Будем определять соответственность состояний парожидкостных смесей по признаку, принятому для однородных тел, т. е. по равенству приведенных параметров л , ср и т. [c.51] Таким образом, у тел с одинаковыми значениями критического коэффициента k комплекс pvIT в однородной области есть универсальная функция приведенных параметров и не зависит от индивидуальных постоянных того или иного вещества. [c.52] Совпадение критических коэффициентов и то обстоятельство, что отношение pv к Т зависит только от приведенных параметров, составляет содержание теоретического закона соответственных состояний. Закон этот первоначально был выведен из уравнения Ван-дер-Ваальса, хотя независимо от вида характеристического уравнения критические коэффициенты равны и соотношение (2-1) обязательно соблюдается у всех тел, уравнения состояния которых содержат не более трех постоянных. [c.52] Выясним, каким требованиям должны удовлетворять термодинамические свойства веществ, влажные пары которых могут находиться в соответственных состояниях. [c.52] Отсюда следует, что для тех веществ, у которых критические коэффициенты равны, а кривые упругости подобны, комплекс pv/T в пределах двухфазной области является универсальной функцией приведенных параметров. [c.52] Расширенное толкование закона соответственности сводится к утверждению того, что зависимости (2-1) и (2-2) удовлетворяются одновременно [Л. 521. [c.53] В области невысоких давлений и сравнительно малых влажностей, где р С безразмерные значения калорических величин и изохорной теплоемкости двухфазных сред, определяемые соотношениями (2-3) — (2-6), практически становятся универсальными функциями приведенных параметров. [c.55] Ранее ( 1-2), рассматривая разрывы изохорных теплоемкостей веществ, находящихся в переходных состояниях, мы пришли к выражению (1-12 ), определяющему величину скачка при критических параметрах. [c.56] Рассмотрим следующий вопрос. Пусть имеется группа веществ, влажные пары которых следуют расширенному закону соответственных состояний. В начальном состоянии одноименные безразмерные параметры этих веществ имеют одинаковые значения. Выясним, при каких условиях парожидкостные среды сохранят соответственные состояния на протяжении произвольного термодинамического процесса. [c.57] Поскольку имеются в виду вещества, у которых критические коэффициенты равны, а кривые упругости между собой подобны, то с помощью тепловых и механических воздействий каждое вещество можно провести через состояния, характеризуемые в системе безразмерных координат одной и той же линией. Таким образом, содержание задачи сводится к определению соотношения между теплом и механической работой, обеспечивающего идентичное протекание процессов с влажными парами сходственных веществ. [c.57] Заменим изохорную теплоемкость ее значением по (1-8) dq = dT J, v v )T dT + T dv. [c.57] Если в какой-либо момент состояния влажных паров различных жидкостей характеризуются одинаковыми значениями It, X и ср, то при дальнейшем развитии процесса равенство приведенных параметров сохранится в тех случаях, когда у всех веществ, совершающих процесс, выдерживаются одинаковыми л естные значения производных d /dx (заметим еще раз, что рассматриваются вещества, подчиняющиеся расширенному закону соответственных состояний, т. е. такие, у которых критические коэффициенты равны, а кривые упругости и одна из пограничных кривых подобны). [c.58] Для конкретного вещества этот критерий определяет количество тепла, подводимого или отводимого на каждом участке процесса. [c.58] Представление о термодинамически равновесном стационарном движении парожидкостной среды, свободном от теплообмена и необратимых явлений, связано с далеко идущей схематизацией явления. [c.59] Строго говоря, в потоке, подверженном фазовым превращениям, условия стационарности течения заведомо не удовлетворяются. Хаотически распределяющиеся в потоке центры изменения агрегатного состояния служат источниками мгновенных возмущений, и в этих условиях местные значения параметров потока изменяются во времени. Полагая движение стационарным, этими возмущениями следует пренебречь. [c.59] Дальнейшие ограничения, накладываемые на обстановку процесса, структуру потока и распределение параметров, являются прямым следствием методологических принципов квазистационарной термодинамики. Движение приходится считать одноразмерным, понимая под скоростью в данной точке постоянную для сечения, нормального к оси канала, среднюю скорость (тем самым предполагается, что относительное перемещение фаз отсутствует). [c.59] Принимается также, что жидкая фаза находится в мелкодисперсном состоянии и равномерно распределена в паровой среде. Иными словами, каждый элементарный (в масштабе пространства, охваченного процессом) объем содержит очень большое число распределенных в нем частиц влаги. [c.59] Поля давлений в сечениях, перпендикулярных направлению расхода, считаются однородными. Под удельным объемом в каком-либо сечении понимается отношение объемного расхода к весовому. Будем считать также, что термодинамические процессы в обеих фазах развиваются совместно, причем равновесие фаз на протяжении процесса не нарушается состояния метастабильные, включая и переохлаждение паровой фазы, из рассмотрения исключаются. [c.59] Закономерности, к которым приводит термодинамический анализ, универсальны, поскольку они распространяются на пары любых веществ эти закономерности, отражая характерные свойства, присущие потокам влажного пара, показывают также, каким образом и в какой мере индивидуальные особенности частного вещества сказываются на протекании процесса. Наконец, соотношения, описывающие термодинамическую сторону поведения влажных паров в потоке, образуют хотя и схематизированные, но физически обоснованные расчетные зависимости, применительно к которым могут быть из опыта определены значения поправок, учитывающих отклонения реальных процессов от идеализированной теоретической схемы. [c.60] Вернуться к основной статье