Термодинамические процессы изменения состояния пара

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ПАРА [c.173]

Термодинамические процессы изменения состояния пара [c.159]

Термодинамические процессы изменения состояния пара 93 i-j-—---- --—— [c.93]

Графический метод расчета термодинамических процессов изменения состояния пара заключается в следующем. На диаграмму 5 — I наносится график рассматриваемого процесса по имеющимся исходным данным. Положение крайних точек изображенного процесса непосредственно определяет численные значения всех параметров пара в начальном и конечном состояниях. [c.168]

Прн расчете термодинамических процессов изменения состояния пара так же, как и при расчете газовых процессов, определяют его начальные и конечные параметр . , изменение его внутренней энергии, работу и количество теплоты процесса. Однако в ходе термодинамического процесса может произойти изменение агрегатного состояния рабочего тела. Так, например, перегретый пар при изменившихся условиях переходит в жидкость или в состояние влажного насыщения. Поэтому уравнение (1-2) изменения состояния рабочего тела (Клапейрона) не может быть применено для пара. [c.77]

Согласно полученной зависимости для определения внешней работы при истечении необходимо знать термодинамический процесс изменения состояния текущего газа или пара. [c.44]

Основные термодинамические процессы изменения состояния водяного пара на ру-диаграмме [c.77]

В 2.4 была отмечена важность Гх-диаграммы для исследования термодинамических процессов изменения состояния газов. Не меньшее значение имеет эта диаграмма и для изучения процессов и проведения расчетов, связанных с водяным паром. Ценность этой диаграммы, как известно, обусловлена тем, что в ней площадь под кривой обратимого процесса соответствует количеству теплоты, подводимой к рабочему телу или отводимой от него. [c.83]

В учебном пособии рассмотрены первый и второй законы термодинамики, процессы изменения состояния газов и паров, термодинамические основы работы компрессоров, циклы тепловых установок. Изложены основы теории и рассмотрены конструкции паровых и газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания, а также компрессоров. [c.672]

Уравнение состояния реального газа, отражающее все его свойства, как это будет показано ниже (см. 4.9, 4.10) весьма сложно, и непосредственное использование его при исследовании термодинамических процессов связано с большими трудностями. Процесс вычислений значительно облегчают ЭВМ, с помощью которых по сложным уравнениям вычисляют наиболее употребимые параметры состояния с относительно небольшими интервалами их значений. По результатам расчета составляют таблицы термодинамических свойств и строят термодинамические диаграммы, такие, как Гх-диаг-рамма и ей подобные. Таблицы и диаграммы широко используют в анализах и технических расчетах, например, процессов изменения состояния водяного пара (см. 11.6 и гл. XII) и других веществ. [c.40]

Такое возрастание энергии происходит за счет энергии масс воздуха, которые поднимаются вслед за ранее поднявшимися массами, причем основную роль в этом явлении играет следующий термодинамический процесс. Воздух, насыщенный парами воды, при подъеме в область с более низким давлением адиабатически охлаждается и выделяет часть влаги в виде тумана. При этом освобождается так называемая скрытая теплота испарения, вследствие чего поднимающийся воздух охлаждается не на 1° (круглым числом) на каждые 100 м высоты, а только на 0,5-0,7° на 100 м (в зависимости от начальной температуры). Кривая, изображающая такое изменение состояния, называется влажной адиабатой. Если расслоенный воздух, не принимающий участия в подъеме, по своему состоянию ближе к сухой адиабате, например, понижение температуры в нем составляет 0,8-0,9° на каждые 100 м высоты, то восходящая масса воздуха, изменяющая свое состояние по влажной адиабате, может увеличивать свою энергию при подъеме и, следовательно, совершать определенную работу . [c.512]

Так же как и для идеального газа, искомыми величинами в процессах изменения состояния водяного пара являются неизвестные параметры и основные термодинамические величины изменение внутренней энергии, работа, теплота и изменение энтропии. [c.73]

Задачи, связанные с процессами изменения состояния водяного пара, могут быть решены графически с помощью Тз- и -диаграмм или аналитически с применением таблиц пара. Графический способ оказывается более простым и достаточно точным. В этом случае в з- или Гх-диаграмме проводится линия процесса, определяются нужные параметры в начале и конце процесса. Имея эти данные, находят основные термодинамические величины, пользуясь соответствующими формулами, приводимыми ниже. [c.74]

При расчете п ровых процессов могут встретиться три случая процесс протекает полностью в области насыщения процесс протекает полностью в области перегрева процесс протекает частично в области насыщения, частично в области перегрева, т. е. характерной особенностью термодинамических процессор водяного пара является то, что пар в ходе процесса может переходить из одного состояния в другое, например, из перегретого во влажный насыщенный пар или наоборот. Поэтому расчет паровых процессов с помощью соответствующих диаграмм удобен прежде всего в силу того, что на диаграмме легко установить, происходит ли изменение состояния пара. При расчете процессов с помощью диаграмм используют иногда и аналитические соотношения, например в том случае, когда необходимо вычислить работу или изменение внутренней энергии. [c.97]

Следует отметить, что введение понятия энтальпия газа в значительной мере упрощает расчеты многих термодинамических процессов, вид и структуру некоторых формул и позволяет использовать графический метод исследования процессов, что исключительно широко применяется, особенно при расчете процессов изменения состояния водяного пара. Как параметр состояния газа энтальпия является функцией любых независимых переменных р, v, Т), определяющих его состояние, т. е. [c.30]

В общем случае процессы истечения сплошных масс (жидкостей, паров и газов) связаны с изменениями состояния вещества вдоль оси потока и в его поперечном сечении. В термодинамической теории истечения жидкостей, паров и газов предполагается, что теоретические процессы истечения являются процессами обратимыми, что скорость и другие параметры во времени остаются постоянными, т. е. рассматриваются установившиеся течения. Считают также, что существует термодинамическое равновесие потока в его поперечных сечениях. [c.97]

Скачка постепенное накопление и рост зародышей жидкой фазы, во время которого расширяющийся пар сохраняет свойства однородного вещества, завершается бурным выпадением конденсата, переводящим систему в термодинамически равновесное состояние. В то же время, в литературе (см., например, [Л. 67, 68]) высказываются -соображения о том, что испарение жидкости при изобарном подводе тепла также носит скачкообразный характер. В связи с этим следует выяснить, в какой форме протекает процесс испарения в адиабатически движущейся жидкости имеет ли место непрерывное изменение состояния потока или же параметры среды претерпевают разрыв, вызванный внезапным парообразованием и местным превращением перегретой жидкости в двухфазную систему. Ответ на вопрос о возможности существования скачка испарения может быть получен из самых общих соображений. [c.164]

При движении же с высокими скоростями (перепады давлений значительны) на развитии процесса сказываются изменения вдоль потока характерных термодинамических величин температуры системы и удельного объема, во всяком случае, паровой фазы. Теплота испарения в этих условиях зависит от закона изменения состояния протекающей среды и отличается от теплоты агрегатного перехода в изобарном процессе. Кроме того, обмен массой между фазами системы зависит не только от направления теплового потока обогрев движущейся двухфазной среды может сопровождаться как повышением степени сухости, так и ее увлажнением. Некоторые стороны поведения смеси жидкости и пара, движущейся с высокими скоростями и подверженной внешним тепловым воздействиям, составляют содержание этой главы. Мы ограничимся рассмотрением лишь тех особенностей течения парожидкостной среды, которые обусловлены ее термодинамическими свойствами. [c.191]

Необратимые изменения состояния влажного пара, как и всякого иного тела, не могут быть описаны средствами одной только квазистатической термодинамики даже в условиях далеко идущей схематизации процесса. Термодинамические соотношения, основанные на представлениях [c.212]

В равновесной термодинамике гетерогенных систем обычно поведение каждой из фаз рассматривается порознь. Метод раздельного анализа однородных составляющих системы позволяет выяснить многие важные свойства однокомпонентных систем, в частности условие взаимного равновесия соприкасающихся фаз, связь между термодинамическими параметрами равновесных фаз и видом агрегатного превращения, изменения внутренней энергии, энтропии и энтальпии при агрегатных переходах, некоторые свойства веществ вблизи критического состояния и т. д. Этот же прием используется в технической термодинамике парожидкостных систем, в частности для табличных расчетов процессов во влажном паре. [c.9]

На рис. 6-6 нанесены точки, соответствующие началу процесса и сечению максимального переохлаждения (возникновению скачка конденсации). Для каждого отдельного сопла точки располагаются примерно на одной линии сухости. Для меньшего начального перегрева фиктивная степень сухости Хф, соответствующая возникновению скачка, уменьшается, что соответствует увеличению переохлаждения. Это объясняется тем, что при малых значениях начального перегрева скачок конденсации возникает в зоне наибольших продольных градиентов скорости. Следует отметить, что для сопл с большими продольными градиентами линия Хф также лежит ниже, чем для сопл с малыми градиентами. Таким образом, с ростом градиентов максимальное переохлаждение увеличивается. Такое влияние продольных градиентов скорости на величину переохлаждения физически легко объяснимо. Увеличение продольных градиентов означает увеличение относительной скорости изменения всех термодинамических параметров пара. Чем больше скорость изменения параметров пара, тем дольше может сохраняться состояние переохлаждения. Следовательно, чем больше продольный градиент скорости, тем глубже в зону Вильсона пар расширяется без конденсации. Последнее означает, что при одних и тех же начальных параметрах ро и То с ростом градиента скорости скачок будет возникать при больших числах Маха. При появлении на входе в сопло крупнодисперсной влаги скачки конденсации не исчезают, а несколько перемещаются вверх по потоку. Отсюда следует, что даже при значительной начальной влажности (уо < 10%) капли крупнодисперсной жидкой фазы не могут служить центрами конденсации и расширение паровой фазы происходит с переохлаждением. [c.146]

Процессы истечения сплошных масс — жидкостей, паров и газов— являются процессами быстрых изменений состояния вещества в этих условиях достигают заметной величины необратимые потери и нарушения термодинамического равновесия. Наиболее целесообразно характеризовать реальные процессы истечения от заданного исходного состояния (Рь У, или Р, 1 и т.п.) до заданного конечного противодавления (Ра) путем анализа эталонного процесса обратимого истечения в тех же граничных условиях (теоретический процесс), а переход к реальным процессам осуществлять путем введения поправочных коэффициентов — коэффициента линейной скорости (ф) и коэффициента расхода (ц). [c.87]

Следует отметить, что в тех случаях, когда масса каждого из участвующих в процессе веществ не изменяется (например, при термодинамическом анализе различных циклов), интерес представляет изменение энтропии, а не абсолютная величина ее, благодаря чему численное значение постоянной 5о при этом оказывается несущественным. Поэтому часто значение выбирают произвольным образом исходя из соображений практического удобства. В частности, значение энтропии жидкой воды, имеющей температуру тройной точки и находящейся под давлением насыщенных паров, принимают обычно равным нулю для газов в идеальном состоянии отсчет энтропии производят от 0° С или 0° К. Наоборот, для расчета процессов, сопровождающихся изменением массы исходных веществ и образованием из них новых, характеризующихся вообще другим абсолютным значением энтропии (например, в случае химических реакций), необходимо точно знать величину 5о. [c.71]

Для определения термодинамических параметров и расчета процессов изменения состояния влажного и перегретого пара могут использоваться термодинамические диаграммы. Точность результатов, полученных с помощью диаграмм, зависит от масштаба последних. Преимущества применения диаграмм обусловлены быстротой и наглядностью производимых действий. При построении диаграммы в определенной системе координат строят семейства однотипных линий (изобар, изохор и т. д.) с различными значениями определенного параметра (давления, удельного объема и т. д.). Положение точки на диаграмме определяется двумя параметрами, которые не обязательно откладывать на координатных осях это могут быть параметры пересекающихся кривых (например, давление и объем изобары и изохоры, пересекающихся в данной точке). [c.125]

Изменение состояния пара вдоль линии (без конденсации) сопровождается более интенсивным снижением температуры, нежели при расширении по равновесной изоэнтропе Ьс. Иными словами, задержка конденсации в процессе расширения сопровождается переохлаждением пара его температура оказывается ниже температуры насыщения при данном давлении. Такой пар называют также перенасыщенным (пересыщенным) паром. Мерой перенасыщения служит отношение давления перенасыщенного пара р к давлению насыщения при той же температуре и плоской поверхности раздела фаз Другой характеристикой отклонения пара от термодинамически равновесного состояния служит величина переохлаждения. Мерой переохлаждения (при одинаковых давлениях) является разность между температурой насыщения if , отвечающей плоской междуфазовой поверхности, и температурой переохлажденного пара t. [c.111]

В гл. 7 рассматриваются некоторые термодинамические свойства перегретого пара. Эта глава по своему содержанию и построению является одной из интересных и наиболее развитых глав сочинения Мерцалова. Но надо сказать, что в ней не дается общая теория перегретого пара и не освещаются с достаточной полнотой его особенности. В ней не рассматриваются также различные процессы изменения состояния перегретого пара и другие относящиеся к нему вопросы. В основном в этой главе показываются термодинамический мето,д составления по экспериментальны.м данным уравнения состояния перегретого пара и. л4етод вычисления по уравнению состояния его калорических функций. [c.238]

Графический метод расчета паровых процессов имеет перед аналитическим многие существенные преимущества он является более обшим и простым. Общность этого метода обусловливается тем, что он применим для всех процессов изменения состояния водяного пара и для всех его состояний как насыщенных, так и перегретых. Он одинаково примспи.м для основных термодинамических процессов [c.500]

Во-вторых, ограничения пригодны только для таких изменений состояния системы, при которых меняются интенсивные свойства фаз, так как иначе частные производные сопряженных переменных либо тождественно равняются нулю, как, например, (dPjdV)T при равновесии жидкость—пар в однокомпо-нентной системе, либо не существуют (бесконечны), как, например, Ср при температуре плавления индивидуального вещества. В гомогенных системах такие процессы также должны учитываться, что делалось выше при выборе и обосновании знака неравенства (12.29), но они, как нетрудно заметить, не влияют на ограничения (13.9) — (13.11) и другие, которые получаются из (12.29) при условии постоянства хотя бы одной из термодинамических координат системы. Этим исключается влияние процессов, единственным результатом которых было бы изменение массы системы. Так, неравенства (13.9) — (13.11), (13.21) относятся к закрытым системам и для их вывода важно знать значение не полного определителя формы (12.29), а его главных миноров. Последние должны быть определены положительно в термодинамически устойчивой системе (см. примечание на с. 123). [c.128]

Изменение внутренней энергии в ходе химической реакции может проявляться только в виде теплоты или в виде работы. Так, результатом реакции гремучего газа после выравнивания температур будет отдача теплоты окружающей среде. Это термодинамический процесс. Если же эту реакцию осуществить в цилиндре двигателя, то водяной пар соверщит, воздействуя на порщень, определенную работу. Взяв состояние смеси до сгорания за начальное и состояние водяного пара после расширения в цилиндре за конечное, будем иметь дело с чисто термодинамическим процессом взаимодействия с окружающей средой. Таким образом, химическая реакция может рассматриваться как термодинамический процесс. Из химических процессов для авиационных специалистов наибольший интерес представляют реакции горения (процесс окисления топлив), ибо выделившаяся в процессе горения теплота в двигателях может быть преобразована в механическую работу. [c.192]

В природе, строго говоря, не существует сухих газов. Такие широко применяемые в технике газы, как атмосферный воздух или продукты сгорания топлива, всегда содержат водяной пар. Но даже небольшое содержание пара при определенных условиях может оказать существенное влияние на термодинамические свойства газа. Если же массовая доля пара оказывается более или менее значительной или изменение состояния смеси происходит в такой области параметров, когда пар претерпевает фазовый переход, то парогазовую смесь следует рассматривать как особое рабочее тело с необычными для пара или газа термодинамическими свойствами. Между тем такие процессы измене1гия состояния встречаются в технике все более часто. Примерами могут служить процессы в системе кондиционирования воздуха, процессы адиабатного сжатия или расширения с фазовым переходом одного из компонентов. [c.181]

Из содержания предшествующих параграфов этой главы, и в особенности из описания результатов опытов, посвященных определению кризисных состояний, следует, что в условиях значительных продольных градиентов давления изменение состояния ускоряющейся жидкости, движущейся по адиабатному каналу, существенным образом отклоняется от термодинамически равновесного изоэнтро-пийного процесса, отвечающего плоской поверхности раздела фаз. Отклонение системы от термодинамического равновесия приводит к уменьшению (по сравнению с равновесным процессом) количества образующегося пара и сохранению конденсированной составляющей потока в перегретом состоянии. [c.178]

В природе, строго говоря, не существует сухих газов. Такие широко применяющиеся газы, как атмосферный воздух или продукты сгорания топлива всегда содержат, как известно, некоторое количество водяного пара. Но даже небольшое количество пара при определенных условиях может оказать весьма существенное влияние на термодинамические свойства газа и результаты изменения его состояния. Если же содержание пара оказывается более значительным или изменение состояния смеси происходит в такой области параметров, когда пар в течение всего процесса или некоторой его части претерпевает фазовый переход, то парогазовая смесь должна рассматриваться как особое тело, обладающее необычными для пара или газа термодинамическими свойствами. Изхорная и изобарная теплоемкости получают значения от О до оо и находятся в большой зависимости от давления и температуры, показатель адиабаты приближается к единице, количественный состав смеси влияет на параметры состояния и на их приращение и т. п. Термодинамический расчет такого процесса во многом усложняется. [c.6]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...