Уравнение состояния перегретой жидкости

УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ПЕРЕГРЕТОЙ ЖИДКОСТИ гЗ [c.237]

Уравнение состояния перегретой жидкости [c.237]

Метастабильные состояния. Метастабильные состояния жидкой и газообразной фаз заключены соответственно между левой ветвью пограничной кривой, левой ветвью спинодали [т. е. кривой, уравнение которой есть др дь)т = 0)1 и между правыми ветвями указанных кривых (рис. 8.9). Каждая из этих областей является сравнительно узкой. Левая область представляет собой перегретую жидкость, а правая — переохлажденный или, как говорят чаще, пересыщенный пар. [c.234]

Уравнение состояния зависит от типа жидкости, Ниже мы ограничимся газами и сильно перегретыми парами и будем применять уравнение состояния идеального газа (1-12), а именно [c.309]

Аналогичные расчеты были проведены для SFg [8], в результате которых было составлено уравнение состояния в форме (9), даюш ее хорошее приближение к опытным данным Р — р — Т в пределах 0,3% во всей области существования перегретого пара и в области жидкости до плотностей 1,7 г/см при Т Т . [c.103]

Как видно, практически во всей области существования перегретого пара уравнение (9) дает хорошее приближение к опытным анным, по точности приближаясь к индивидуальным уравнениям состояния, а в об ласти жидкости несколько уступает им по точности. [c.103]

Эволюцию системы флуктуационных пузырьков в перегретой жидкости описывают цепочкой элементарных актов испарения и конденсации -т п+1- Здесь е обозначает отдельную молекулу, а — пузырек пара, содержащий п молекул. В стационарном состоянии избыток числа актов испарения над числом актов конденсации не должен зависеть от п. Это позволяет составить такую систему уравнений для частоты перехода пузырьков в следующий класс [c.41]

Заметим, что критерий К (или К ) имеет значение для всех процессов, связанных с изменением агрегатного состояния. (Величины К и К например, легко могут быть получены как комбинация критериев, которыми мы оперировали в теории теплообмена при кипении. Их можно также вывести непосредственно из уравнения теплового баланса для процесса образования парового пузыря в перегретой жидкости). [c.385]

Известно также, что все реальные газы являются перегретыми парами соответствующих жидкостей. Взаимное притяжение молекул в жидкостях относительно очень велико. В газах, близких к переходу в жидкие состояния, молекулярные силы притяжения хотя и меньше, чем в жидкостях, но еще значительны и их нельзя не учитывать при выводе уравнения состояния газа. Этими силами можно пренебречь, если среднее расстояние между молекулами газа более одной миллионной доли миллиметра (10 мм). Чем больше расстояние между молекулами, тем меньше сила взаимного притяжения молекул. Следовательно, чем больше состояние газа удалено от жидкой фазы, тем меньше сказывается взаимное притяжение молекул и тем больше такой газ приближается к идеальному газу. И наоборот, чем ближе газ к переходу в жидкое состояние, тем больше он отклоняется от идеального газа. Поэтому все реальные газы в зависимости от состояния, в котором они находятся, дают большие или меньшие отклонения от уравнений, выведенных для идеальных газов. [c.30]

Точка пересечения б относится к жидкому состоянию вещества и является наименьшим значением корня Ие уравнения (2. 47) при данных р я Т. При увеличении объема начиная от 6 жидкость переходит в перегретую жидкость и далее в насыщенное состояние. [c.37]

В гл. 2 дается применение дифференциальных уравнении к насыщенному и перегретому пару. В ней рассматриваются следующие темы применение дифференциальных уравнений применение графических методов соотношение между величинами др/ д1 для насыщенных и перегретых паров разность теплоемкостей пара и жидкостей при постоянном объеме. Некоторые из выведенных здесь соотношений не имеют значения, так как они получены с использование.м уравнения состояния Цейнера. [c.203]

Прежде чем продолжить исследование полученного условия равновесия, поясним термин перегретая жидкость. Рассматривая состояние системы, изображаемое точкой А на р—и-диаграмме, лежащей на изотерме 0 ниже уровня Рн=Рн(0), мы можем найти ту изотерму 0—А0, для которой данное значение р соответствует давлению насыщенного пара (рис. 55). В соответствии с уравнением Гиббса — Гельмгольца [c.137]

Это уравнение описывает непрерывную однофазную область состояний жидкости и перегретого пара с точностью, находящейся в пределах допусков скелетных таблиц 1967 г. По нему в явном виде определяются необходимые производные термодинамических функций во всей области состояний, представляющей интерес при расчетах парогенератора СКД [c.136]

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]

Гл. 8 посвящена уравнению состояния перегретой жидкости. Возмоншость фазового перехода и его тип связаны [c.7]

Приведенные в табл. 13 и 14 данные рассчитаны с помощью двух уравнений кривой насыщения (гл. III), уравнения состояния жидкости (гл. V) и уравнения состояния перегретого пара (гл. IV) с применением дифференциальных соотношений и уравнения Клатгейроиа- Клаузиуса. [c.38]

Однако участки ЛВ и D на изотермах можно воспроизвести экспериментально только при использовании очень чистых жидкостей и газов. Вещество на этих участках находится в виде перегретой жидкости и перенасыщенного (переохлажденного) пара. Такие состояния, когда вещество остается воднофазном состоянии н не распадается на фазы, называются метастабильными. Главная ценность уравнения Ван-дер-Ваальса состоит в том, что оно качественно правильно описывает непрерывность перехода из жидкого состояния в газообразное и дальнейшее развитие уравнения состояния пошло по пути уточнения расчетов и усовери]енствования его тео()ии. [c.105]

Уравнение Ван-дер-Ваальса является уравнением третьей степени относительно объема V и поэтому имеет три корня все действительные (при низких температурах) или один действительный и два комплексных (при температурах Т > Тк). Изотермы, построенные по уравнению Ван-дер-Ваальса, изображены на рис. 6.10. Участок изотермы справа от точки а соответствует ненасыщенному (перегретому) пару, а участок вверх от точки е — жидкости, участки аЬ и ей — пересыщенному пару и перегретой жидкости участок Ьй, на котором (др1дй)х <С0, отвечает неустойчивым состояниям вещества. [c.198]

В практике часто встречаются процессы, в которых в исходном состоянии рабочая среда является однофазной, например в виде жидкости пли газа (пара), а и ходе исследуемого процесса создаются условия для появления повой фазы в виде пузырьков пли капель. Ниже кратко рассмотрены кинетические уравнения для описания зарождения центров (зародышей) пузырьков или капель, па межфазпых границах которых происходит соответственно испарение шга конденсация. Именно этими процессами определяется начальная стадия фазовых переходов в однофазных (в исходном состоянии) средах, например, в перегретых жидкостях (Ti>Ts(p)) плп переохлажденном паре Tg[c.127]

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]

Из физики известно, что реальные газы при определенных условиях могут быть сжижены или превращены в твёрдое состояние. Иначе говоря, реальные газы являются перегретыми парами определенных жидкостей. В технике широко применяют пары различных веществ воды, аммиака, хлористого метила и др. Наибольшее применение находит водяной пар, который является рабочим телом паровых машин, отопительных и других устройств. Чем ближе газ к переходу в жидкое состояние, тем больше он отклоняется от свойств идеального газа. Уравнение состояния реальных газов, в основу которого были положены представления о молекулярнокинетических свойствах и строении этих газов, было получено в 1873 г. Ван-дер-Ваальсом. Это уравнение имеет вид [c.13]

В критической точке бинодаль и спинодаль сливаются. Две ветви сиинодали, соответствующие перегретой жидкости и переохлажденному пару, к критической точке подходят с общей касательной. Уравнение спинодали определяется совместным решением уравнения состояния р=/ v, Т) и уравнения (Зр/9у)у=0. Из курса математики известно, [c.212]

Газы, Газ, находящийся в равновеоии с его жидкой фазой, обычно называют насыщенным паром. Если газ при заданном давлении нагрет выше той температуры, которая соответствует равновесию с жидкой фазой, то его называют перегретым паром. Встречающиеся в практических условиях газы (например, газы, входящие в состав воздуха в атмосфере) обычно в высшей степени перегреты. Уравнения состояния близких к насыщению паров сложны, как и для капельных жидкостей. С другой стороны, хорошим приближением для сильно перегретых газов является теоретическое уравнение состояния идеального г а з а. Это уравнение выражается зависимостью [c.27]

Проблема уравнения состояния вещества в метастабильной области в узком смысле сводится к определению способа продолн№ния различных термодинамических линий (изохор, изотерм, изобар) за пограничную кривую. На практике такую задачу приходится решать, например, при проектировании пузырьковых камер, поскольку нужно знать, как происходит расширение перегретой жидкости при уменьшении внешнего давления. Распространение уравнения состояния на всю метастабильную область позволяет определить спинодаль из условия (др1ди)х = 0 и лучше понять равновесный фазовый переход первого рода в большой системе. Его особенность состоит в том, что требуется определенное соответствие конкурирующих фазовых состояний при полной неожиданности перехода для каждой из фаз, взятых в отдельности. [c.19]

Прямые сведения о теплофизических свойствах перегретых жидкостей отсутствуют. Не выяснены экспериментальные возможности проведения измерений в метастабильной области. Например, нет данных о том, как меняются плотность и сжимаемость веш,ества при больших п регревах. Существующие непрерывные уравнения состояния ван-дер-ваальсовского типа дают для изотерм характерную петлю, на которой точка перехода через линию насыщения ничем не выделяется среди соседних точек. Равновесие жидкой и газообразной фаз определяется из дополнительного условия Максвелла, которое эквивалентно требованию (1.1). С другой стороны, как было отмечено в 3, не слишком упрощенные разработки статистической теории реального газа на основе ансамбля Гиббса не описывают метастабильных состояний, но в принципе содержат линию равновесной конденсации (см. также [213, 2141). В этом случае любая докритическая изотерма имеет на границе двухфазной области угловую точку. [c.230]

При распространении непрерывных уравнений состояния на широкую область фазовых состояний (в том числе метастабильных) необходимо удовлетворить следующему требованию для Т а ъ интерва-ле реальных плотностей не должно быть больше трех действительных корней при любой степени уравнения относительно плотности. Иначе на изотермах внутри бинодали будет несколько воли . Это соответствует чередующимся областям неустойчивости. Физически невероятный случай, так как он предполагает и новые метастабильные участки, помимо перегретой жидкости и пересыщенного пара. Непрерывное уравнение состояния, имеющее докритические изотермы с одним минимумом и максимумом, всегда согласуется с условием (9.9). Обратимся, например, к уравнению Ван-дер-Ваальса. Дифференцируя (1.12), получим [c.250]

При аппроксимации спинодали жидкого н-гексана можно было использовать опыты по определевию удельных объемов перегретой жидкости (гл. 8). Ди еренцируя по удельному объему уравнение состояния (В.2), согласованное с экспериментальными данными, получим [c.270]

Отрезок 5—6 изотермы характеривует перегретую жидкость. Опыты показывают, что жидкость можно перегреть перед испарением. Так же как и при-конденсации, если нет условий, облегчающих переход жидкости в пар, т. е. если нет свободных твердых частиц в жидкости, нет молекул воздуха в парах сосуда в т. д., облегчающих начало кипения, то жидкость долго не закипает, хотя температура нагрева ее выше температуры кипения. Например, вода, освобожденная от всяких частиц и залитая в сосуд с чистой и гладкой поверхностью, может быть перегрета при нормальном давлении на десятки градусов сверх 100° С и не вскипать. В этом случае вода, нагретая, допустим, до 130° С, вскипает со взрывом но как только началось кипение, температура быстро понижается и устанавливается такая, какая должна соответствовать данному давлению в сосуде (в нашем примере 100° С). Следовательно, состояния, соответствующие отрезкам 2—3 и 5—6, представляют собой метастабильные состояния вещества, т. е. состояния, обладающие ограниченной устойчивостью и переходящие под влиянием относительно слабых внешних воздействий в другие, более устойчивые состояния. Связь сказанного о ме-тастабильных состояниях с формой изотермы можно пояснить следующим образам. Заметим, что экспериментальная прямая линия 2—6 может служить, как отмечалось выше, продолжением изотермы 1—2] температура состояния вещества, характеризуемого этим прямым отрезком изотермы, должна быть такой же, как у Гг. Возьмем близлежащую изотерму Гд, температура у которой выше, чем у изотермы Гг. Изотерма Гд, как видим, пересекает прямой отрезок 4—6 дважды. Следовательно, точки, расположенные на отрезке 6—5, должны, по уравнению Ван-дер-Ваальса, иметь температуру выше, чем у изотермы То, т. е. вещество, характер неуемное этим участком, должно быть перегретым. [c.36]

Большие перепады давления 0,1—10 МПа, реализуемые в этих процессах, требуют использования более подробных, а следовательно, и более сложных уравнений состояния фаз и условий фазовых переходов, чем уравнения состояния пара и жидкости, использованные выше (например, в 10 настоящей главы). В частности, для анализа волновых процессов в однофазной не-догретой или перегретой метастабильной жидкости, а также в смеси при малых объемных содержаниях пара необходимо учитывать сжимаемость жидкой фазы. [c.137]

Значения p(rj) можно получить из теплофизических данных для недогретой и перегретой жидкости или используя экспериментальные данные о скорости звука в жидкости на линии насыщения ps Ti). Соответствующую связь можно получить, исходя из принятых уравнении состояния [c.141]

Трудность анализа свойств перегретой жидкости и пересыщенного пара связана с отсутствием достаточно точного уравнения состояния в области метастабильных состояний вещества. Уравнение Ван-дер-Ваальса, которое качественно описывает метастабильные состояния, для количественных расчетов мало пригодно. Для приближенного термодинамического оцисания метастабильных состояний можно использовать следующие исходные соотношения условия равновесия основной фазы, находящейся в метастабильном состоянии с зародышами образующейся в ней новой фазы [c.91]

В 1971 г. Суги н Лю [122] предложили уравнение состояния, подобное уравнению Барнера—Адлера и применимое в пределах того же диапазона, т. е. для области насыщенного или слегка перегретого пара. Уравнение и его константы представлены в табл. 3.5. Точность этого соотношения превосходит точность метода Барнера—Адлера, рассмотренного в разделе 3.6, Кроме того, оно дает удивительно хорошие результаты при расчетах объемов насыщенной жидкости. [c.44]

К. вызывается перегревом жидкости, состояние к-рой попадает в область выше линии равновесия (бинодали, I см. рис. к ст. Ван-дер-Ваальса уравнение), или понижением давления ниже его значения на лииии равновесия жидкость — пар. На диаграмме состояния процесс К. описывается пек-рой траекторией или точкой внутри области метастабильного (перегретого) состояния (рис.), ограниченной с одной стороны бинодалью, с другой — спинодалью, границей термодинамич. устойчивости жидкости. При отрицат. давлении, соответствующем растяжению жидкости, наблюдается каватация — явление, родственное К. [c.364]

В 8, посвященном свойствам перегретых паров, прежде всего проводится построение полной диаграммы р—V для жидкости, пара и газа с нанесением на нее пограничных кривых, критической точки и выделением на ней областей отдельных состояний вещества. Здесь говорится также об изотермах и значении изотермы критической температуры. Проф. Мерцалов область диаграммы, расположенную ниже критической изотермы и выше верхней пограничной кривой, относит к перегретым парам, а область, расположенную выше критической изотермы, — к газам. После этого говорится о характеристическом уравнении перегретого пара и приводятся уравнения Цейнера и Гирна. [c.125]

III. В закритической области (Р>/ кр 2 > р), где нет энергетического барьера между паром и жидкостью (г=0), классификация агрегатных состояний может быть осуществлена лишь на основе вторичных признаков. В частности, будем предполагать, что уравнение линии равновесия фаз пар — жидкость ф(Р, 4)= О продолжено за пределы критической точки как огибающая точек максимума изобар в координатах Ср — Т и, следовательно, в закритической области можно различать (в известной мере условно) состояния жидкости tats) и перегретого пара t>ts). [c.78]

Растворимость данного нелетучего соединения в перегретом водяном паре, а также при закритических давлениях в общем случае зависит от двух независимых параметров, характеризующих состояние пара. При обработке экспериментальных данных в качестве таких параметров М. А. Стыриковичем и др. [14, 69—71] были приняты плотность и температура пара. Основные закономерности растворимости твердых тел в жидкостях описываются уравнением Шредера—Ле-Шателье [c.34]

Отклонения действительных газов и перегреты.х паров от уравнения ру = НТ объясняются конечным объемом молекул и наличием между их частицами сил сцепления, в идеальном газе отсутствующих. В жидкостях, как мы видели, силы молекулярного сцепления значительны, так что большая часть теплоты парообразования расходуется на работу дисгрегации. Естественно, что чем ближе перегретый пар к состоянию насыщения, тем сильнее сказываются силы сцепления между молекулами и тем больше его отклонения от свойств идеального газа. [c.253]

Из приведенных соотношений следует, что вся теплота, подводимая к кипяш,ей жидкости для получения пара любого состояния (сухого, насыш,енного, влажного или перегретого), идет на увеличение энтальпии пара. Энтропия перегретого пара может рассматриваться как сумма энтропий кипящей жидкости, процессов парообразования и перегрева пара. При высоком перегреве пара, когда его температура значительно выше температуры парообразования, водяной пар приближается по своим свойствам к идеаль ному газу. В этом случае его параметры удовлетворяют уравнению Клапейрона. Удельный объем перегретого пара можно прибли женно определять по уравнению Клапейрона [c.47]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...