Термодинамика влажного пара

ТЕРМОДИНАМИКА ВЛАЖНОГО ПАРА [c.13]

Процессы частичной конденсации при адиабатном расширении влажного пара происходят, если их (процессов) начальное состояние определяется точкой справа от линии д = 0,5 (рис. 9.4,6). Работу адиабатного процесса можно определить из уравнения первого закона термодинамики, которое при di = 0 примет вид [c.100]

Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат (см. гл. 5) и его можно осуществить, если в качестве рабочего тела использовать влажный, например водяной, пар. С точки зрения термодинамики представляется целесообразным осуществлять в тепловых паровых двигателях цикл Карно, так как он имеет наибольший термический к, п. д. ti k в заданном диапазоне изменения температур. На рис. 15.1 представлена схема паротурбинной установки, а на рис. 15.2—цикл Карно на влажном паре [c.142]

ВОПРОСЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ПОТОКА ВЛАЖНОГО ПАРА [c.196]

Развитие техники потребовало выйти за рамки термодинамики, допускающей только анализ одномерных потоков влажного пара, и углубиться в механизм образования и течения капельной влаги. Однако новые технические задачи ставят ряд вопросов чисто термодинамического характера при анализе потоков влажного пара. Эти вопросы обусловлены главным образом следующими направлениями технического прогресса [c.196]

Термодинамика потока влажного пара 197 [c.197]

В книге сделана попытка более или менее систематизированного изложения наиболее существенных, в представлении автора, свойств парожидкостных потоков, рассматриваемых с позиций квазистационарной термодинамики. Стремление искусственно свести кинетику явления к процессам, описываемым законами одной только классической термодинамики, вызвано следующими соображениями. Теория, которая описывала бы реальную картину движения влажного пара, при всей ее практической значимости продолжает оставаться в зачаточном состоянии. Такие коренные вопросы, как закономерности фазовых превращений в потоке, динамические взаимодействия газообразной и конденсированной составляющих системы, распределение относительных скоростей в поперечных сечениях и структура потока, до сих пор не получили сколько-нибудь законченного освещения. Подобное положение, разумеется, не случайно. Сложность явления, вызываемая структурной неоднородностью среды, делает сомнительной, во всяком случае в настоящее время, возможность построения теории широкого газодинамического плана, теории. [c.3]

Отсутствие средств для описания процесса во всей его сложности вынуждает ограничиться рассмотрением схематизированной, упрощенной модели, сохраняющей все же основные, наиболее характерные свойства вещества. Отличительная же особенность парожидкостной среды, в значительной мере сказывающаяся на закономерностях ее движения, заключается в наличии фазовых превращений ими обусловлены качественные различия между однородными газовыми потоками и потоком двухфазным. Если заменить действительное распределение параметров потока одномерной схемой и ввести соглашение о сохранении взаимного равновесия фаз, то при такой постановке задачи метод и аппарат классической термодинамики дают возможность установить, в первом приближении, картину поведения влажного пара в потоке в ее связи с агрегатными превращениями и состоянием вещества. [c.4]

Опыты показали, что при течении в условиях весьма быстро изменяющихся давлений имеет место заметное нарушение термодинамического равновесия фаз. Особенно резкие отклонения от фазового равновесия возникают в потоке испаряющейся жидкости. В связи с этим в книге изложены также некоторые вопросы термодинамически неравновесного течения (гл. 4 и 5). Из других вопросов, выходящих за привычные рамки технической термодинамики, в книге, ввиду большого практического значения этих явлений, рассмотрены движение с трением, изменение состояния в скачке уплотнения и поведение влажного пара в простой волне. [c.4]

В пределах круга вопросов, разбираемых в книге, термодинамическим телом служит система жидкость—пар. Эта среда, включающая в себя газообразную и конденсированную фазы, рассматривается как единое термодинамическое тело, и к нему, как к единому целому, будем прилагать аппарат термодинамики. Такая постановка задачи позволяет установить в конечном виде характер связи калорических функций и теплоемкости влажного пара с его термическими параметрами и, следовательно, получить исходные соотношения, необходимые и достаточные для аналитического описания процессов, совершаемых парожидкостной средой. [c.5]

Метод раздельного рассмотрения фаз прочно укоренился и в термодинамике парожидкостных сред. На нем, например, основаны табличные способы расчета процессов с влажным паром по значениям термодинамических величин на пограничных кривых. Однако в тех случаях, когда требуется описать в конечном виде ход процесса, совершаемого парожидкостной средой, раздельное рассмотрение однородных составляющих системы не приводит к цели. Причиной такого положения является недостаток сведений о температурных зависимостях ряда характерных величин. о обстоятельство следует рассмотреть более подробно. [c.6]

Из термодинамики гетерогенных систем известно, что в условиях внутреннего равновесия удельные термодинамические потенциалы системы в целом и каждой из составляющих ее фаз равны между собой. В таком случае удельный термодинамический потенциал влажного пара не должен зависеть от удельного объема и может быть функцией только температуры или давления. [c.37]

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]

Из дифференциальных соотношений термодинамики и уравнения Клапейрона — Клаузиуса могут быть получены связи между термодинамическими функциями и термическими параметрами влажного пара. Зависимость между энтропией влажного пара и его термодинамическими параметрами может быть получена путем подстановки в (1-19) выражений для удельного объема (1-2) и энтропии (1-7). Учитывая также (1-8), получим [c.13]

Энтальпия влажного пара определится из уравнения первого закона термодинамики для процесса [c.173]

Адиабатный процесс изображен на рис. 1.34. В таком процессе внешний теплообмен отсутствует, т.е. = О, поэтому работу за процесс находят по формуле 4 =, которая вытекает из первого закона термодинамики с учетом особенностей этого процесса. В первом приближении адиабатный процесс с водяным паром можно рассчитывать так же, как рассчитывают его для идеального газа. Значение показателя адиабаты в этом случае для перегретого пара принимают равным 1,31, а для влажного пара (при х > 0,8) - равным 1,13. [c.23]

В первой части книги налагаются основные законы термодинамики и их приложение к анализу термодинамических процессов и циклов тепловых двигателей и холодильных установок. Рассматриваются свойства пара и влажного воздуха, термодинамика потока п современные методы анализа циклов. [c.2]

Сочетание особенностей городского микроклимата служит причиной того, что возникают туманы — явление, характерное для больших городов. Существуют два основных механизма возникновения туманов радиационное охлаждение приземного слоя воздуха до температуры, лежащей ниже точки росы расслоение холодного сухого и более теплого влажного воздуха. Нет оснований пользоваться законами термодинамики, чтобы описать процесс образования капель воды из водяного пара — ведь идеальный газ даже не переходит в жидкую фазу Туман, дождь, облака образуются только при наличии ядер конденсации (обычно — твердых частиц). В воздушном бассейне города таких частиц хватает с избытком, и они активно участвуют в образовании капель. Модификация нормального режима ветра под влиянием городской застройки замедляет процессы перемешивания и рассеяния, в результате чего вероятность образования тумана становится еще выше. [c.313]

В учебном пособии рассмотрены основные законы термодинамики идеальных газов и смесей, свойства сухого воздуха, водяного пара, воды и льда. Состав и свойства влажного воздуха ограничены диапазоном температур и давлений, характерных для процессов комфортного кондиционирования воздуха. Приведены данные по влиянию кривизны поверхности раздела фаз на давление насыщения, радиуса капли - на температуру её замерзания, а также зависимости для определения энтальпии, энтропии и эксергии влажного воздуха как гетерогенной смеси. [c.2]

Поскольку в самом общем случае влага, входящая в состав влажного воздуха, может находиться во всех трех агрегатных состояниях (газовом - водяной пар, жидком - вода, твёрдом - лёд), влажный воздух рассматривается с точки зрения термодинамики как гетерогенная двухкомпонентная смесь сухого воздуха и влаги. [c.76]

Первая, общетеоретическая, часть курса содержит систематическое изложение законов термодинамики. Отдельные главы этой части посвящены условиям равновесия термодинамических систем, свойствам газов и насыщенных паров, свойствам влажного воздуха. [c.2]

Учебник Покровского, содержащий 368 страниц, имеет следующие наименования отдельных глав гл. 1—понятие о процессах. основы графического изображения процессов, работа процессов гл. 2— энергия и ее свойства гл. 3—учение об обратимости процессов гл. 4— понятие о машинах, приложение первого закона термодинамики к цикла.м гл. 5—учение о постоянных газах гл. 6— газовые машины и цикл Карно, к. п. д. мапшн гл. 7— основная формулировка второго закона термодинамики и вытекающие из нее следствия гл. 8— о физической сущности второго закона термодинамики гл. 9—учение о парах гл. 10—влажный воздух гл. И—течение упругих жидкостей. Течение без сопротивления. [c.242]

Основные предпосылки классической термодинамики влажного пара параметры в потоке изменяются квазистатически, жидкость находится в мелкодисперсном состоянии и непрерывно распределена среди газообразной фазы, скорости обеих фаз совпадают по величине и направлению. Термодинамические задачи обычно решаются в плане одномерной схемы. [c.13]

Ts-д и а г р а м м а. Как и в случае газов, в термодинамике паров находит широкое применение Ts-диаграмма, в которой площадь под кривой процесса дает количественное выражение теплоты процесса. На рис. 1.14 в системе координат Т, s представлен изобарный процесс превращения 1 кг воды при температуре плавления в перегретый пар заданной температуры перегрева, соо1ветствующей состоянию в точке d. Кривая аЬ представляет изобарный процесс нагрева воды от То = = 273 К до Т при данном давлении р поэтому площадь под кривой процесса будет представлять q . В процессе подогрева жидкости зависимость s = p(T) выражается уравнением (1.128), откуда следует, что кривая аЬ в первом приближении есть логарифмическая линия. Площадь под кривой Ьс есть теплота парообразования г. В соответствии с уравнением = s"x -Ь s (l — х) = s -t- rx/Tn в процессе парообразования. 5, — s = rxjTn и, следовательно, площадь под прямой be есть гх. Очевидно, площадь под кривой d есть теплота перегрева q e. Процесс перегрева описывается уравнением (1.130), которое приближенно можно представить в виде s e - s" In T IT ). Следовательно, в первом приближении линия d есть логарифмическая кривая.. Так как для воды Срж > Ср, то кривая перегрева пара d идет круче кривой нагрева воды аЬ. Степень сухости влажного пара давлением р в точке е определится как отношение отрезков be к Ьс, так как Ье Ьс = (rxjT (г/Тп) = х. Как видно из рис. 1.14, 1.15, при увеличении давления точки hue, оставаясь в каждом отдельном случае на горизонтали, сближаются и при критическом давлении сливаются в одну точку к. Соединив между собой точки hi, hi, Ьз и т. д., соответствующие состоянию кипящей жидкости при различных давлениях, получим пограничную кривую жидкости. X = 0. Аналогичным образом получим пограничную кривую пара X = 1, соединив между собой точки с, Сь С2 и т. д., соответствующие состоянию сухого насыщенного пара при различных давлениях. Подобно пограничным линиям ри-диаграммы, пограничная кривая [c.36]

Изохорный процесс (рис. 3.6). Из р — u-диаграммы (рис. З.б, а) следует, что если начальный удельный объем влажного пара Vi > > 1 кр, то при постоянном объеме влажный пар можно перевести в сухой насыщенный и перегретый (прямая 1-2). Если Oj < кр. то подвод теплоты к влажному пару (прямая Г-2 ) сопровождается не подсушкой его, а увлажнением (степень сухости влажного пара уменьшается). В этом процессе удельная работа / = О, поэтому в соответствии с первым законом термодинамики удельная теплоза [c.68]

Чтобы судить о содержании во влажном паре воды и сухого насыщенного пара, в термодинамике применяют понятие о степени сухости или просто сухости пара. Под степенью сухости (сухостью) пара понимают массу сухого пара, содержащегося в единице массы влажного пара, т. е паро-водяной смеси. Степень сухости пара обозначают буквой X и она выражает долю сухого насыщенного пара во влажном паре. Очевидно, величина 1—х представляет собой массу воды в единице массы паро-водяной смеси. Эту величину называют влажностью пара. Сообразно с этими понятиями началу кипения воды соответствует степень сухости пара, равная О, и влажность пара, равная 1, и, наоборот, завершению процесса парообразования, т. е. состоянию сухого насыщенного пара соответствует степень сухости пара, равная 1, и влажность пара, равная 0. Таким образом, по мере парообразования величина степени сухости пара возрастет от О до 1, а влажность пара уменьшается от 1 до 0. [c.101]

В условиях внутреннего равновесия, а следовательно, и при квазистатических изменениях состояния влажный пар, как термодинамическое тело, представляет собой систему с двумя независимыми параметрами Т и о или р и V (V — удельный объем нарожидкостной смеси). Макроскопические свойства таких систем описываются общими дифференциальными соотношениями термодинамики. Эти соотношения, вытекающие из двух основных законов, не будучи связаны с особенностями строения частного вещества, распространяются на любые тела, в любом их состоянии, в том числе и на парожидкостную среду. [c.8]

Сами по себе, без наличия дополнительных связей, дифференциальные уравнения термодинамики, как известно, не могут быть проинтегрированы. Но среди систем, состояние которых определяется двумя незавиеимыми параметрами, влажные пары занимают особое положение. Выражается это в том, что в соответствии с правилом фаз давления и температуры парожидкостной среды связаны одно- [c.8]

Температуру, отвечающую началу конденсации (кривая 1 на рис. 8-10), в термодинамике влажного воздуха обычно называют температурой точки росы. Этот же термин используется теплотехниками для определения температуры конденсации паров серной кислоты. К сожалению, методика измерения температуры точки росы по электропроводности не отвечала физической сущно- [c.222]

Применение итеративных методов численного анализа — метод половинного деления, метод хорд, метод Ньютона и др. [Л. 16] — позволяет довольно быстро уточнить значение корня, если найден интервал, в котором функция меняет знак. В случае уравнения состояния Кейса таких корней несколько (вода, перегретый пар, влажный пар). Остальные параметры энтальпия, энтропия — определяются в явном виде через значения удельного объема и температуры по алгебраическим уравнениям, получаемым с помощью дифференциальных соотношений термодинамики. Уравнения состояния в основном состоят из многочленов в виде степенных полиномов, легко программируемых на ЭВМ с использованием циклических операторов по схеме Горнера. [c.15]

Для аналитического исследования методами равновесной термодинамики потоков влажного пара используются следующие упрощающие предпосылки а) состояние вещества изменяется квазистатически, т. е. поток находится все время в термодинамическом равновесии б) размеры тел в трехмерном пространстве предполагаются достаточно значительными, в связи с чем исключается влияние поверхностных явлений в) действительное распределение параметров потока заменяется одномерным. [c.9]

Процесс при постоянной энтальпии (i = onst) называется также адиабатическим дросселированием. Из первого и второго начал термодинамики с использованием уравнения Клапейрона — Клаузиуса может быть получено уравнение изоэнтальпийного изменения состояния влажного пара [c.21]

В 1 второй части описывается процесс парообразования, устанавливаются основные понятия и их определения, а также дается диаграмма р—V водяного пара с нанесенными на ней предельными кривыми. Здесь же дается и формула объема влажного пара. В 2 Применение первого принципа термодинамики к насыщенному пару говорится о теплоте, расходуемой на подогрев жидкости и процесс парообразования, внутренней и В1нешней работе и энергии сухого и влажного пара. [c.122]

В 1961 г. Вайсман защитил докторскую диссертацию (обобщившую и углубившую его более ранние исследования) на тему Основы термодинамики потока влажного пара . В первой части диссертации автор останавливается на следующих вопросах теплоемкости влажного пара (формула изохорной теплоемкости, скачок изохорных теплоемкостей в переходных состояниях, влияние термических парамегров на изохорную теплоемкость влажного пара) зависимость между калорическими функциями и термическими параметрами влажного пара (внутренняя энергия, энтропия, энтальпия) влияние поверхностных явлений на структуру калорических функций о соответственных состояниях парожидкостных смесей. [c.328]

Говоря о докторских диссертациях, назовем, кроме отмеченных, еще следующие Н. В. Иноземцев Физико-химическое псследоват1е процесса сгораиия в двигателях (1932) теоретическая часть этой диссертации была построена на сочетании основ термодинамики, тер-.мoxи ппi и кинетики химических реакций Иноземцев одни из первых подошел к подобной постановке исследования процессов двигателей Д. Л. Тпмрот Теплопроводность и вязкость воды и водяного пара , А, В. Болгарский Термодинамика влажного газа . [c.331]

В заключение записано В предыдущих главах изучены тепловые процессы влажного газа. Изучение показало, что пренебрежение наличием пара в газе при расчетах часто приводит к соверщенно неверным результатам и грубым ошибкам. Первые пять глав дают... термодинамику влажного газа. В последних главах теоретические выводы испсльзованы для исследования частных случаев, встречающихся в технической практике. Уже эти небольшие по объему исследования показали, что во многих случаях, когда используются газы, расчет должен проводиться с учетом наличия в них пара... Чрезвычайно обширную область применения термодина.мики влажного газа представляет собою ряд отраслей химической технологии синтез аммиака, производство водорода, хлора п др... Таким образом, область применения термодинамики влажного газа чрезвычайно обширна и необходима усиленная работа по изучению газовых тепловых процессов и по созданию новых, более точных методов расчета этих процессов . [c.332]

Чтобы судить о том, как в процессе парообразования изменяется соотношение в количествах воды и пара, в термодинамике применяется понятие о сух ости пара. Под сухостью пара понимают количество (массу) сухого пара в единице массы влажного пара. Сухость пара обозначают буквой х. Применительно к 1 кг пара х выражает долю килограмма, соответствующую количеству сухого насыщенного пара. Очевидно, величина 1—х представляет собой количество воды в 1 кг паро-водяной смеси. Эту величину называют влаж ностью пара. Сообразно с этими понятиями началу кипения воды соответствует сухость пара, равная О, и влажность пара, равная 1, и, наоборот, завершению процесса парообразования, т. е. состоянию сухого насыщенного пара, соответствует сухость пара, равная 1, и влажность пара, равная 0. Таким образом, по мере парообразования величина сухости пара возрастает от О до 1, а влажность пара уменьшается от 1 до 0. [c.124]

Процессами, протекающими во влажном воздухе, рассматриваемыми в технической термодинамике, являются процессы сушки материалов, охлаждения газов в хвостовых поверхностях котлоагрегатов, сжатия воздуха в компрессорах и т. д. Во всех этих процессах количество сухого воздуха и его агрегатное состояцие не изменяются, в то время как количеетво водяного пара, содержащегося в воздухе, может во время протекания процесса изменяться, пар может частично конденсироваться и, наоборот, вода испаряться. Эти обстоятельства обусловливают некоторые особенности исследования процессов, протекающих во влажном воздухе, по сравнению со смесями идеальных газов. "В частности, при исследовании процессов влажного воздуха широко применяются графические методы. [c.213]

Исходными для определения параметров состояния влажного воздуха по / г-диаграмме (рис. 3-22) служат показания влажного и сухого термометров психрометра. В несколько упрощенном виде принцип действия психрометра можно представить так. У поверхности жидкости, находящейся в чашке, куда опущена ткань, окружающая шарик мокрого термометра психрометра, появляется в процессе испарения воды тонкий слой насыщенного воздуха, образующийся в результате вылета из жидкости молекул ее, преодолевших поверхностное натяжение жидкости. Так как дальнейшее проникновение молекул жидкости из этого слоя в воздух затруднено вследствие столкновения их с молекулами воздуха, концентрация молекул жидкости в тонком слое, прилегающем к поверхности жидкости, велика и с достаточной степенью точности можно считать, что воздух в этом слое насыщен водяным паром. Парциальное давление этого пара есть давление насыщенного пара при температуре поверхностного слоя жидкости, показываемом мокрым термометром (при точных расчетах в это показание вносятся поправки). Сухой же термометр показывает температуру ненасыщенного влажного воздух а в помещении. В подробных курсах технической термодинамики доказывается, что энтальпия насыщенного воздуха над поверхностью жидкости и ненасыщенного воздуха в помещении, где находится психрометр, (почти) одинаковы. Отсюда нахождение в / f-диаграмме точки, характеризующей состояние ненасыщенного воздуха в помещении по показаниям психрометра, сводится к следующему. На линии ср = 100% находят точку соответственно показанию мокрого термометра. Из нее проводят линию 1 = = onst. Очевидно, на этой линии находится точка, характеризующая состояние воздуха в помещении, в котором находится психрометр. Взяв пересечение линии I = onst с изотермой сухого термометра, находят искомую точку. По ее координатам и с помощью линий /d-диаграммы находят все параметры воздуха в помещении (см. пример 3-17). [c.145]

ПИЯХ учебника Брандта в основном имеет одни и те же содержание, построение н изложение. В третье.м издании в этой части дополнительно рассматриваются тепловая диаграмма для насыщенного и перегретого пара и влажный воздух. Мало чем отличается содержание этой части курса термодинамики в учебнике Брандта от ее содержания, данного в других учебниках того периода (Радцига, Погодина, Саткевича). Ввиду этого нет оснований подробно останавливаться на содержании этой главы. Приведем здесь лишь некоторые высказывания автора. Так, в 3 наппсано Таблицы различных величин, определяющих состояние насыщенных паров воды, были первоначально вычислены Цейнером в пределах до 21 Г С, на основании опытов Реньо, затем Деррюи, Молье и, наконец, Шюле, на основании новейших опытов... Таблицы Цейнера доведены только до давлений до 20 ат, таблицы Шюле доведены до давления 224,2 ат, т. е. до так называе.мой критической точки . Эта запись о существовавших в те годы таблицах насыщенных паров и некоторых особенностях их в учебниках по термодинамике является, пожалуй, одной из первых. [c.202]

Пятое издание учебника Сушкова имело следующее содержание (по главам) введение газы основные газовые законы первый закон термодинамики теплоемкость газа газовые процессы второй закон термодинамики дифференциальные уравнения термодинамики циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания воздушный компрессор истечение газов циклы газовых турбин и реактивных двигателей водяной пар паровые процессы циклы паросиловых установок циклы холодильных установок влажный воздух приложения. [c.341]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...