Критические параметры воды и водяного пара

С повышением давления разность v"—v уменьшается, линии II и III сближаются и при некотором давлении они пересекаются в точке К, которая называется критической. Таким образом, точка К определяет критическое состояние воды и водяного пара и все параметры в этом состоянии называются критическими. Критическое состояние любого вещества характеризуется тем, что различие между жидкостью и паром исчезает. Критические параметры для воды имеют следующие значения ркр=221,15 бар, /кр=374,12°С и Dkp= =0,003147 м /кг. Критическое состояние впервые было установлено Д. И. Менделеевым в 1861 г. [c.106]

Для систем теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха представляют интерес различные области состояний воды и водяного пара. Относительно низкие параметры характерны для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха вода и насыщенный пар используются здесь как теплоносители в отопительных системах вода имеет температуру 65— 150 °С, насыщенный пар имеет давление 0,1—0,3 МПа. Основной рабочей средой в системах вентиляции и кондиционирования воздуха является влажный воздух, в состав которого входит перегретый или насыщенный водяной пар с температурой менее 100°С. Что касается теплоснабжения и котельных установок, то здесь параметры выще в котлах для централизованного теплоснабжения вырабатывается насыщенный пар с давлением до 4 М.Па, перегретый пар может достигать температуры 250 или 440 °С. Параметры пара перед паровыми турбинами ТЭЦ могут достигнуть 13 МПа и 565 °С и даже быть закритическими 24 МПа и 565 °С (оба параметра выше критических значений). Широко используются насыщенный пар с давлением около 1,4 МПа и вода с температурой 150—180 °С (иод соответствующим давлением для предотвращения вскипания). [c.121]

Плотность исследуемого вещества при опытных значениях параметров состояния определялась нн ЭЦВМ по Международной системе уравнений состояния для точного описания термодинамических свойств воды и водяного пара [3]. По проведенным оценкам, максимальная относительная погрешность измерений коэффициента динамической вязкости почти во всем диапазоне исследованных давлений и температур не превышает 1%. Исключение составляют опытные данные для давлений, близких к критическому (205—220 бар), где значения удельных объемов на линии насыщения имеют допуск 2—3%. Воспроизводимость опытных данных при всех параметрах не хуже 0,3%, что свидетельствует о малой величине случайных ошибок. [c.58]

Рассмотрим 7—5-диаграмму водяного пара (рис. 7.3). Общие свойства этой диаграммы были описаны ранее (см. 18). Т—5-диаграмма строится по данным специальных таблиц, содержащих параметры Т, 5 и 5", полученные на основании опытов и теоретических исследований. Так как энтропия воды в тройной точке, т. е. при = 0,01°С (7 = 273,16 К), обычно принимается равной нулю, это состояние в 7—5-диаграмме соответствует точке М. Откладывая для разных температур 7 значения 5 и 5", получим нижнюю (х = 0) и верхнюю (х=1) пограничные кривые с критической точкой К, соединяющей их. [c.85]

Это не означает, что становятся ненужными мероприятия, направленные на повышение рабочих температур пара. Любой успех здесь крайне важен, однако в современных паровых турбинах достигнуты практически предельные параметры. Использование насыщенного пара с температурой свыше 260 С сопровождается большими трудностями, так как для этого требуется создать слишком высокое давление. Вода — вещество с не самыми лучшими термодинамическими свойствами. Вода имеет низкую критическую температуру (647,4 К), и необходим перегрев, чтобы можно было обеспечить высокие рабочие температуры пара, позволяющие добиться хорошего КПД. Для воды характерно высокое критическое давление (21,83 МПа), поэтому при работе с насыщенным паром необходимо сооружать очень дорогие трубопроводы, а при работе оборудования на перегретом паре система трубопроводов становится более протяженной, хотя массу самих труб можно уменьшить. При температуре конденсации упругость водяного пара очень мала (0,00174 МПа при 16°С), из-за чего необходимо устанавливать на конденсаторах дорогостоящие вакуум-насосы. Наконец, жидкая вода имеет высокую теплоемкость, поэтому требуется затрачивать большое количество дополнительной теплоты при более низких температурах воды, чтобы поднять ее температуру до приемлемого рабочего значения. [c.227]

В некоторых частных случаях физические свойства конкретных веществ позволяют построить интерполяционные зависимости, упрощающие определение параметров критического состояния. Например, влажные пары воды и ртути в наиболее существенной для практики области состояний обнаруживают следующие свойства. У насыщенного водяного пара в пределах начальных давлений от 0,07 до 90 бар и значений начальной степени сухости Хд = [c.98]

В послевоенные годы продолжалась работа над усовершенствованием прямоточных котлов. Поскольку прямоточные котлы не имеют естественной циркуляции, они наиболее приспособлены к работе при сверхвысоком давлении пара (выше 150 ата), когда разность удельных весов пара и воды мала. Для пара при давлении выше критического (225 ата) прямоточный принцип является единственно возможным. В послевоенные годы построены опытный котел на 300 ата и 600° С и крупные прямоточные котлы для электростанций на сверхвысокие параметры водяного пара. [c.149]

По мере приближения к критическому состоянию различие между водой и паром (а для других рабочих тел между жидкостью и ее паром) все уменьшается, в частности уменьшается разность удельных объемов пара и воды. При критическом давлении различие между водой и паром исчезает совсем, удельные объемы пара и воды становятся равными вода и пар в этом состоянии обладают одинаковыми свойствами. Критическому состоянию соответствуют следующие значения параметров водяного пара, называемых критическими [c.127]

Заключение. Дано стационарное решение задачи о движении фаз в геотермальной системе, когда слой воды располагается над слоем пара и предполагается малость конвективного переноса энергии по сравнению с кондуктивным. Проведенное исследование нормальной устойчивости решения показывает, что в допустимом диапазоне параметров решение всегда устойчиво, за исключением изолированного решения покоя при проницаемостях А > 2.5-см . Таким образом, критерием устойчивости является критерий малости конвективного переноса тепла. Этот факт позволяет понять физический механизм устойчивости, который состоит в том, что возмущения границы и проникновение водяных "пальцев" в область пара предотвращается доминирующим кондуктивным подтоком тепла, приводящим к испарению жидкой фазы. Расчеты показывают, что существуют устойчивые решения, соответствующие значениям проницаемости /с 10 м , что на полтора порядка превосходят критическое значение, приведенное в работе [4]. При более высоких проницаемостях роль конвективного переноса тепла возрастает и использование невозмущенного решения становится неправомерным. Однако естественно выдвинуть предположение, что увеличение проницаемости не сразу приведет к возникновению неустойчивости, т.е. в реальности слой воды может устойчиво существовать над слоем пара в геотермальных системах и при более высоких проницаемостях пород в течение некоторого времени. [c.11]

Наибольшее значение термического КПД цикла может быть получено при максимально высоких температурах подводимой теплоты, что подтверждается проведенным выше анализом зависимости КПД паровых циклов от параметров рабочего агента. Однако для создания реальных циклов и реализации указанных преимуществ требуются особые природные свойства рабочего тела, так как в отличие от цикла Карно в цикле Ренкина качество рабочего тела существенно влияет на термический КПД установки. Наиболее часто в качестве рабочего тела в современных энергетических паровых установках испольаус-ся водяной пар. Однако вода по своим свойствам не может удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к рабочим телам о целью увеличения КПД. Прежде всего она имеет низкую критическую темпера-туру (Т р 647.15 К) и при этом достаточно большое критическое давление р р = 22,219 МПа. При таких физических свойствах воды и водяного пара при росте температуры перегрева не удается существенно повысить среднюю температуру подводимой теплоты. Вода имеет слишком большое значение удельной теплоемкости, а это, как [c.318]

Второе направление эмпирическое. На основе ряда теоретических положений путем обработки экспериментальных данных получен ряд эмпирических и полуэмпи-рических уравнений, описывающих свойства воды и водяного пара в разных областях состояния с различной степенью точности. Большинство этих уравнений обладает рядом общих недостатков параметры вблизи линии насыщения при больших давлениях, в критической и околокритической области, пригодны для сравнительно узких областей состояния, недостаточно термодинамически согласованы. К ним относятся интерполяционные [c.12]

Обычная вода. Международная ассоциация по свойствам водяного пара (МАСПВ) приняла в 1977 г. новый стандарт по теплопроводности воды и водяного пара. Он содержит уточненные данные, особенно в области высоких давлений и в критической области, и охватывает значительно большую область параметров по сравнению с существовавшими международными скелетньют таблицами [c.59]

Если провести линии через точки одинаковых характерных состояний (рис. 3-1), то получим три кривые /, // и ///. Линия / соединит все точки, характеризующие состояние воды при 0° С и разных давлениях. Так как мы исходим из предположения, что вода несжимаема, эта линия должна быть параллельна оси ординат. Линия II представляет собой геометрическое место точек, характеризующих воду в состоянии кипения при разных давлениях, а линия III — точек, характеризующих сухой насыщенный пар. Эти две линии соединяются в точке /<. Это значит, что при некотором давлении нет прямолинейного участка перехода воды в пар. Очевидно, что в этой точке кипящая вода и сухой насыщенный пар обладают одними и теми же параметрами состояния. Эта точка называется критической точкой. Все параметры ее называются критическими и имеют для водяного пара следующие значения критическое давление = 221,145 бар критическая температура 4р = 374,116° С критический удельный объем у р = 0,003145 м 1кг, критическая энтальпия /кр = == 2094,8 кдж1кг. [c.110]

В [126] была предложена другая модель процесса спонтанной конденсации с добавками. Согласно этой модели принимается, что смесь паров воды и ОДА расширяется изоэнтропно. Наличие в паре ОДА в количествах до 10- кг на 1 кг пара оказывает заметного влияния на параметры пара, поэтому расчет течения можно вести вплоть до начала конденсации по обычным газодинамическим формулам, принимая fe=l,3. По заданной относительной концентрации и в предположении, что при низких давлениях смесь водяного пара и ОДА ведет себя, как идеальный газ, можно определить парциальное давление пара ОДА. Рассчитанные в fl60] критические пересыщения в изоэнтропном процессе при заданной температуре пара подтверждают, что пар ОДА не конденсируется раньше, чем водяной пар, даже если массовая концентрация ОДА в паре С=100-10- кг/кг. Однако опыты показали, что при введении определенного количества ОДА в паровой поток дисперсная [c.299]

В закритической области вещество находится в однородном состоянии, и в нем отсутствует резкое разделение на отдельные фазы, что имеет место при пересечении пограничной кривой вдали от критической точки. Различие между жидкостью и паром в этой области носит лишь количественный характер, поскольку между ними можно осуществить непрерывный переход без выделения или поглощения скрытой теплоты изменения агрегатного состояния. Однако в указанных переходах непрерывный ряд микроскопических однородных состояний содержит области максимальной микроскопической неоднородности флуктуац ионного характера. Существование такой микроскопической неоднородности связано с падением термодинамической устойчивости первоначальной фазы и с возникновением внутри >нее островков более устойчивой фазы. Указанная внутренняя перестройка вещества, несмотря на свою нелрерывность, имеет узкие участки наибольшего сосредоточения, которые обусловливают появление резких скачков теплоемкости, сжимаемости, коэффициента объемного расширения, вязкости и других свойств вещества. Эти явления демонстрировались рис. 1-5, где был показан характер изменения критерия Прандтля для воды, и перегретого водяного пара от температуры и давления, и рис. 1-6 — для кислорода в зависимости от температуры при закритическом давлении. Из графиков следует, что при около- и закритиче-ских давлениях наряду с областями резкого изменения физических параметров имеются области, где они изменяются с температурой незначительно. При высоких давлениях в области слабой зависимости тепловых параметров от температуры теплоотдача подчиняется обычным критериальным зависимостям. В этом случае при проведении опытов можно не опасаться применения значительных температурных перепадов между стенкой и потоком жидкости, обработка опытных данныл также не [c.205]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...