Процесс парообразования. Насыщенные и перегретые пары

Процесс парообразования. Насыщенные и перегретые пары [c.133]

Процесс парообразования. Что понимается под влажным насыщенным, сухим насыщенным и перегретым паром [c.146]

Затраты теплоты на процессы парообразования и перегрева определяют по специальным формулам. Однако на практике для определения различных параметров насыщенного и перегретого пара пользуются термодинамическими характеристиками (таблицами и диаграммами). [c.70]

Следует особо отметить, что в процессе нагрева воды и парообразования, протекающих при постоянном давлении, определенной температуре воды соответствует строго определенный удельный объем ее, а определенной сухости пара и температуре его перегрева также соответствуют строго определенные удельные объемы соответственно сухого насыщенного и перегретого пара. [c.125]

Процесс конденсации в случае перегретого пара рассчитывают по приведенным выше формулам, но вместо удельной теплоты парообразования г подставляют значение г, равное разности энтальпий перегретого пара и насыщенной жидкости. [c.212]

При большем давлении описанный процесс парообразования может быть представлен зависимостью аЬ с . Построив такие зависимости процессов парообразования при нескольких значениях давления и соединив соответствующие точки бис между собой, можно получить границы 1 — нижняя пограничная кривая между кипящей жидкостью и влажным насыщенным паром, характеризуемая нулевой степенью сухости (х = 0) 2 — верхняя пограничная кривая, соответствующая параметрам сухого насыщенного пара (х = 1). Это граница между влажным и перегретым паром. [c.34]

Процесс превращения воды в перегретый пар отображается ломаной линией 2—5, отрезки которой 2—3, 3—4 и 4—5 соответственно отображают процессы нагрева конденсата, парообразования и перегрева пара. Площади 1—3—2 —/, 3—4—4 —2" и 4—5—6 —4 выражают количества тепла, подведенного соответственно в процессах нагрева конденсата от температуры (к до температуры парообразования (площадь 3—4— 4 —2 соответствует теплоте парообразования г) и перегрева сухого насыщенного пара от температуры г н до температуры /ь Очевидно, сумма перечисленных выше площадей выражает полное количество тепла д, подведенного к 1 кг конденсата с температурой tu, для превращения его при неизменном давлении р в пар, перегретый до температуры ti, т е. иначе, согласно изложенному на стр. 109, эта сумма равна разности энтальпий is — I l. [c.119]

Общетеоретическая часть учебника Мерцалова имеет следующее содержание введение механический эквивалент тепла уравнение лживых сил в применении его к термодинамике характеристическое уравнение система координат р—изображение различных процессов в системе координат р—и процессы изотермический и адиабатический обратимые и необратимые процессы коэффициент полезного действия постулат Клаузиуса принцип Томсона цикл Карно зависимость к. п. д. цикла Карно от температур источника теорема Клаузиуса энтропия система координат Т—5 политропные кривые характеристическое уравнение насыщенного пара применение первого принципа термодинамики к насыщенным парам уравнение Клапейрона выражение энтропии насыщенного пара изображение процесса парообразования в системе координат Т—5 построение тепловой диаграммы для насыщенного пара некоторые частные процессы для насыщенного пара процесс паровой машины свойства перегретого пара основные уравнения термодинамики для перегретого водяного пара цикл паровой машины для перегретого пара. [c.113]

Диаграмма s — Т для водяного пара играет важную роль в теплотехнических расчетах. Она очень наглядна и дает возможность определить, сколько теплоты необходимо подвести на той или иной стадии получения перегретого пара, так как диаграмма тепловая (рис. 11.3). Площадь под процессом 1—2 на диаграмме равна количеству теплоты, которое необходимо подвести к 1 кг йоды при О °С, чтобы получить насыщенную жидкость при постоянном давлении, или теплоты насыщенной жидкости. Площадь под процессом 2—3 на диаграмме равна теплоте, которую необходимо подвести к 1 кг насыщенной жидкости, чтобы превратить ее в сухой насыщенный пар при постоянном давлении, или теплоте парообразования. Площадь под процессом 3—4 на диаграмме равна количеству теплоты, которую необходимо подвести к 1 кг сухого насыщенного пара, чтобы получить перегретый нар при постоянном давлении или теплоте перегрева. Площадь под процессом ]—2—3 равна полной теплоте сухого насыщенного пара, а площадь под всем процессом парообразования 1—2—3—4 — полной теплоте перегретого пара. [c.196]

При дальнейшем подводе теплоты при том же давлении р температура пара и его объем увеличиваются, происходит процесс перегрева пара (линия с"с1). Точка с1 на диаграмме парообразования в р -V координатах соответствует состоянию перегретого пара и в зависимости от температуры может находиться на разных расстояниях от точки с . Таким образом, перегретым называется пар, температура которого выше температуры сухого насыщенного пара (1 > 1 ) при том же давлении р. [c.64]

В процессе парообразования удельный объем рабочего тела резко возрастает, поскольку удельный объем сухого насыщенного пара несравненно больше объема кипящей воды. Если к полученному нами сухому насыщенному пару состояния с продолжать подводить при том же давлении р теплоту, то, как показывает опыт, температура его будет увеличиваться, и мы получим перегретый пар некоторого состояния d. Следовательно, перегретым паром называют пар, температура которого больше температуры насыщения t при данном давлении р < ркр. Впредь все параметры перегретого пара, кроме давления, будем обозначать индексом не . Участок — d на графике в координатах р, V (рис. 1.11) соответствует процессу перегрева пара при постоянном давлении от температуры насыщения до заданной температуры Гпе, в результате чего удельный объем пара увеличивается от v" до t n . [c.32]

Таким образом, процесс получения перегретого пара состоит из трех последовательных стадий подогрева воды до температуры насыщения, парообразования и перегрева пара до требуемой температуры. Все эти стадии протекают при постоянном давлении и на термодинамических диаграммах изображаются изобарой. [c.62]

Пусть основная масса жидкости имеет температуру Т< Т", в то время как Тст>Т". На некотором расстоянии й от поверхности нагрева возникает изотермическая поверхность с 7=7". В области 0<г/<б жидкость перегрета выше температуры насыщения, и в этом слое идет процесс парообразования. В области у>б 7 <7" и идет процесс конденсации пара, образовавшегося в кипящем граничном слое. При больших недогревах зона конденсации может быть сосредоточена в очень узкой полосе так, что возникающие на поверхности нагрева паровые пузыри не достигают отрывного диаметра и дышат , все время находясь нЯ стенке. В этой ситуации возникшая паровая пленка не генерирует на своей поверхности паровые пузыри. Очевидно, что для возникновения паровой пленки в жидкости, ядро которой недо-грето до температуры насыщения, необходим тепловой поток, больший, чем для возникновения кризиса кипения в жидкости насыщенной.. [c.203]

При атмосферном давлении р = 101,3 кПа и давлении р = = 8 кПа процессы имеют один и тот же характер процесс 1-2 - нагревание льда точка 2 - начало плавления льда процесс 2-3 -плавление льда точка 3 - конец плавления. Процессы 3-4 и 3-4 -нагревание воды точки 4 к 4 - начало кипения процессы 4-5 и 4 -5 - парообразование точки 5 и 5 - состояние сухого насыщенного пара (конец кипения). Процессы 5-6 и 5 б - нагревание пара и переход его в перегретое состояние. [c.53]

В паровых котлах образование пара происходит при постоянном давлении и непрерывном подводе теплоты от продуктов сгорания к воде. Процесс образования перегретого пара состоит из трех последовательных стадий подогрева воды до температуры насыщения, парообразования и перегрева пара до заданной температуры. В современных паровых котлах вода, поступающая непосредственно в барабан, а из него в поверхность нагрева, как правило, предварительно нагревается в водяном экономайзере. Однако независимо от того, где происходит нагрев воды, массе воды 1 кг должно быть сообщено определенное количество теплоты, равное разности энтальпий воды кипящей и поступающей в водяной экономайзер. Для получения из кипящей воды сухого насыщенного пара ей должно быть сообщено дополнительное количество теплоты, равное скрытой теплоте парообразования. Наконец, для получения 1 кг перегретого пара определенной температуры сухому насыщенному пару необходимо сообщить теплоту, равную разности энтальпий перегретого и сухого насыщенного пара. [c.150]

Процессу парообразования Ьс при постоянном давлении и постоянной температуре соответствует в системе Г — х отрезок горизонтали ВС между пограничными кривыми, сходящимися в точке К, соответствующей критическому состоянию. В диаграмме Т — з точки горизонталей между пограничными кривыми соответствуют влажному пару, как и в системе рь. Точки кривой X = О характеризуют состояние жидкости при температуре кипения, точки кривой х = 1 состояние сухого насыщенного пара, а точки правее этой кривой относятся к перегретому пару. [c.45]

Перегретым паром называется пар, который при одинаковом давлении с насыщенным, имеет более высокую температуру, чем температура кипения /н- Состояние перегретого пара определяется любыми двумя параметрами, наиболее часто — давлением и температурой. Процесс перехода насыщенного пара в жидкость называется конденсацией. Этот процесс является обратным процессу парообразования и также происходит при постоянном давлении и соответствующей ему постоянной температуре, равной температуре кипения tв при том же давлении. [c.104]

НИИ, а следовательно, для насыщенного пара и при постоянной температуре, конденсат в точке 3 имеет температуру насыщения, соответствующую давлению пара в конденсаторе. Поэтому точка 3 лежит на нижней пограничной кривой. В насосе вода сжимается до давления в котле. Этот лроцесс происходит по адиабате, но ввиду малой сжимаемости воды объем и температура при этом остаются постоянными. Конечное состояние воды изобразится в ру-диаграмме точкой 4. Эта точка уже не лежит на пограничной кривой, а находится несколько левее. В таком состоянии вода подается в котел. Здесь она нагревается до точки кипения 5. Затем происходит процесс парообразования (прямая 5-6) и в дальнейшем перегрев пара до состояния, соответствующего точке . Перегретый пар поступает в двигатель, в котором происходит его расширение (кри-186 [c.186]

При давлении р = 0,61 кПа, что соответствует тройной точке (точка А), процесс J-2 является процессом нагревания льда. В точке 2 одновременно начинается процесс таяния льда, парообразования и сублимации, который заканчивается в точке 3. Точка 3 характеризует состояние сухого насыщенного пара, процесс 3 -4 -нагревание пара и переход его в перегретое состояние. [c.53]

Основным механизмом передачи тепла в испарителе и конденсаторе тепловой трубы является теплопроводность с испарением и конденсацией. Теории теплопроводности с испарением и конденсацией были описаны в предыдущей главе. Прохождение тепла через насыщенный жидкостью фитиль сопровождается возникновением радиального градиента температур в жидкости. В зоне испарения температура жидкости на границе раздела труба — фитиль больше, чем температура жидкости на границе раздела фитиль —пар на величину, зависящую не только от свойств жидкости и фитиля, но и от плотности теплового потока. В двухфазной системе давление жидкости в испарителе равно давлению насыщения при температуре межфазной границы жидкость — пар минус капиллярное давление на межфазной границе. Из этого сле-дет, что давление насыщения пара при температуре границы раздела фитиль — труба превышает давление жидкости в этой же точке. Так как разность давлений возрастает с увеличением радиального теплового потока, в испарителе тепловой трубы и в фитиле испарителя может начаться образование паровых пузырьков. Образование в структуре фитиля паровых пузырьков является нежелательным, потому что они могут привести к возникновению перегретых участков и препятствовать циркуляции жидкости. Таким образом, существует ограничение теплового потока, связанное с парообразованием в тепловой трубе, и это ограничение названо ограничением по кипению. Существует разница между ограничением по кипению и другими ограничениями. А именно, ограничение по кипению накладывается на плотность радиального теплового потока, в то время как остальные ограничения — на осевой тепловой поток. Тем не менее, если геометрия испарителя и поверхностное распределение теплового потока в испарителе постоянны, то плотность радиального потока прямо пропорциональна осевому тепловому потоку. Кроме того, следует отметить, что образование паровых пузырьков ограничено только зоной испарения тепловой трубы, так как жидкость в конденсаторе переохлаждена до температуры меньшей, чем температура насыщения, соответствующая давлению жидкости в данной точке. Поэтому для зоны конденсации на плотность радиального теплового потока не накладывается никаких ограничений. Анализ ограничений по кипению затрагивает теорию пузырькового кипения. Пузырьковое кипение включает два независимых процесса 1) формирование пузырьков (зародышеобразование) 2) последующий рост и движение пузырьков. Представим себе сферический паровой пузырь вблизи границы раздела труба — фитиль. В состоянии равновесия [c.88]

Гидродинамическая кавитация не развивается в прямолинейном течении. Изменение направления или сближение линий тока является типичной особенностью процесса гидродинамической кавитации. Образование каверны вследствие изменения давления в потоке жидкости без изменения направления течения по своей природе ближе к кипению. Такая каверна не будет присоединенной. Пример подобного течения приведен на фиг. 5.3. Открытая с одного конца тонкая горизонтальная трубка соединена с трубопроводом большего сечения, по которому течет вода под давлением 3,16 ата при температуре 120 °С. Течение в горизонтальной трубке до точки В типично для всех однофазных течений жидкости. В точке А происходит местное падение давления, обусловленное ускорением течения от значения скорости в основном трубопроводе до скорости в горизонтальной трубке. Затем давление убывает почти линейно до точки В, в которой оно равно 2,11 ата. Это давление соответствует давлению насыщенного водяного пара при температуре 120°С. Здесь начинает образовываться пар, который сразу за этим сечением появляется в виде мелких пузырьков, поскольку далее вниз по течению вода перегрета. По мере дальнейшего понижения давления скорость парообразования быстро возрастает, так как степень перегрева увеличивается. В результате течение превращается в двухфазное и ниже по течению в нем появляется все больше пузырьков, размер которых увеличивается. В некоторой точке между точкой В и открытым концом [c.189]

Состояние сухого насыщенного пара неустойчиво. Процесс от точки 1" может идти в направлении перегрева пара или, наоборот, в направлении его конденсации. Если к цилиндру продолжать подвод тепла при постоянном давлении, то процесс превращения сухого насыщенного пара в перегретый пойдет по изобаре Г-1, которая уже не будет одновременно изотермой, как это было при парообразовании по линии 1 -Г, потому что подведенное к сухому насыщенному пару тепло затрачивается на повышение его температуры, т. е. на перегрев пара. Если от сухого насыщенного пара (точка 1") отводить тепло при постоянных давлении и температуре, то 1 кг сухого насыщенного пара, постепенно конденсируясь по линии превратится в 1 кг воды (точка Г). [c.66]

Рассмотрим физическую сущность процесса кипения. Кипением называют процесс испарения жидкости с наличием паровых пузырей в ее объеме. Температура пара, называемая температурой насыщения, определяется внешним давлением. При атмосферном давлении вода кипит при температуре 100°С, потребляя 539 ккал на каждый килограмм пара (теплота парообразования). Кипение жидкости возможно, если она несколько перегрета по отношению к пару. Температура кипящей жидкости растет с приближением к теплоотдающей поверхности, причем в прилегающем к этой поверхности слое весьма резко (рис. 4-18,а). Разница между температурой теплоотдающей поверхности и температурой насыщения называют температурным напором. Как показывают наблюдения, паровые пузыри возникают лишь в некоторых точках теплоотдающей поверхности, называемых центрами парообразования. После зарождения пузыря происходит его рост, и когда архимедова сила превзойдет силу сцеп- [c.116]

В гл. 6 излагаются физические основы процесса парообразования, устанавливаются понятия о насыщенном и перегретом паре, даются диаграммы р—v и Т—s для водяного пара с пограничными кривыми и критической точкой. Даются общие формулы для теплоты влажного и перегретого пара, а также уравнение состояния перегретого пара Тумлирца — Линде. Выводится (посредством цикла Карно) уравнение Клапейрона — Клаузиуса и дается применение его к процессам испарения, плавления и сублимации. [c.175]

В современных паровых дв1игателях и во многих производственных технологических процессах широко применяется водяной перегретый пар. Чтобы получить этот пар, необходимо подогреть воду до температуры кипения, осуществить парообразование при постоянном давлении и постоянной температуре и перегреть сухой насыщенный пар до требуемой температуры. [c.213]

Пусть 1 кг воды при О °С находится в цилиндре с подвижегым поршнем, оказывающим на жидкость постоянное давление. Ма V—/>диаграмме (рис. 11.2) состояние воды с этими параметрами может быть определено точкой 1. При этом жидкость является ненасыщенной. Затем по мере подвода теплоты температура жидкости увеличивается, объем ее растет, вода переходит в состолиие насыщенной жидкости (точка 2). При дальнейшем подводе теплоты начинается процесс парообразования, вода находится в состоянии влажного насыщенного пара, ее температура остается постоянной. Процесс получе1Н1я сухого насыщенного нара из насыщенной жидкости на диаграмме изображается отрезком 2—3, причем на этом участке изобара совпадает с изотермой. В точке 3 пар находится в состоянии сухого насыщенного если его н дальше нагревать при постоянном давлении, сухой пар становится перегретым (точка 4). Если же подобный процесс парообразования рассмотреть ири более высоком давлении pi, изобара, соответствующая этому давлению, на диаграмме пройдет выше изобары р и точки, характеризующие процесс парообразования, разместятся на диаграмме следующим образом точка 1 лежит почти на вертикали, [c.194]

Подвод теплоты осуществляется на изобаре р — линия 5—4—6—1 (рис. 11.5), причем на участке 5—4 вода нагревается до температуры насыщения, на участке 4—6 происходит процесс парообразования и на участке 6—1 — процесс перегрева пара. Хотя процесс расширения пара осуществляется до того же давления р2, что и при рассмотрении циклов Карно и Ренкина насыщенного пара, точка 2 при расширении перегретого пара расположена блид<е к пограничной линии х = 1, чем в случае расширения до давления насыщенного пара. Это значит, что в конце процесса расширения перегретый пар имеет большую сухость, или, что то же, содержит меньше влаги при прохождении через проточную часть паровой турбины. В результате сокращаются необратимые потери на трение в процессе расширения пара, повышается внутренний относительный к. п. д. турбины. Цикл Ренкина на перегретом паре является основным циклом современных теплоэнергетических установок. [c.166]

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]

В соответствии с законами фазового перехода получение перегретого пара характеризуется последовательным протеканием следующих процессов подогрев питательной воды до температуры насыщения, парообразование, т. е. генерация насыщенного пара из воды, нагретой до температуры насыщения, и, наконец, перегрев насыщенного пара до заданной температуры. Эти процессы имеют четкие границы протекания и осуществляются в трех группах теплообменни1<ов, называемых поверхностями нагрева. Подогрев воды до температуры насыщения происходит в экономайзере, образование пара — в испарительной (парообразующей) поверхности нагрева, перегрев пара — в пароперегревателе. Все эти поверхности нагрева обычно имеют трубчатую конструкцию. [c.12]

Семейство изобар в области насыщения представляет собой пучок расходящихся прямых линий, начинающихся в нулевой точке. Чем больше давление, тем выше лежат изобары. Так как процесс парообразования протекает прн постоянной температуре, то в области насыщения изобары являются одновременно и H30TepMaN H. В области перегретого пара от верхней пограничной кривой изобары и изотермы расходятся. Изобары отклоняются влево, а изотермы — вправо. В области больших энтропий, т. е, низких давлений и относительно высоких температур, где перегретый пар по своим свойствам близок к идеальному газу, постоянной температуре отвечает постоянная энтальпия, Здесь изотермы идут горизонтально и совпадают с линиями i = onst, В области влажного насыщенного пара расположены линии постоянного паросодержания х = onst (см. пунктир), так же как в ру- и 7 5-Д1 аграммах. [c.138]

Точки С2, Сг, С4 и т.д., отображающие окончание процесса парообразования, в совокупности образуют кривую сухого насыщенного пара или вернюю пограничную кривую С1 — К, отделяющую область влажного пара от перегретого пара. [c.133]

Для идеального газа изотерма имеет вид монотонной гиперболы. Для пара (рис. 17.2) это - сложная кривая, имеющая характеристические точки в связи с изменением фазового состояния воды. На участке АВ существует только вода. В точке В начинается процесс парообразования, и ее координаты характеризуют состояние кипящей воды. При заданном давлении процесс парообразования совершается при неизменной температуре (экспериментальный факт). Поэтому изобара ВС для двухфазной структуры влажного пара одновременно является и изотермой. В точке С вся жидкость выкипела и обратилась в сухой насыщенный пар. Поскольку физическое строение системы изменилось, кривая Т = onst после точки С (в области перегретого пара) меняет свой ход, снижаясь с расширением объема пара при уменьшении его давления. [c.395]

Не всегда, однако, процесс парообразования совершается так, как это показано на рис. 6.1. Если вода очищ,ена от механических примесей и растворенных в ней газов, парообразование может начаться при температуре выше Т-ц (иногда на 15—20 К) из-за отсутствия центров парообразования. Такая вода носит название п е р е г р е -т о й. С другой стороны, при быстром изобарном охлаждении перегретого пара конденсация его может начаться не при Т , а при несколько более низкой температуре. Такой пар называется переохлажденным или пересыш.енным. При решении вопроса, в каком агрегатном состоянии могут быть вещества (пар или вода) при заданных риТ, р и v или Т и у, нужно всегда иметь в виду следующее. При р = onst для перегретого пара > v" и > Гн (см. рис. 6.1) для воды, наоборот, о < у и Г < Г при Т = onst для перегретого пара Vg > v" м Ре < р , для воды < у и / > уО . Зная эти соотношения и пользуясь таблицами для насыщенного пара, можно всегда определить, в какой из трех областей /, // или /// (см. рис. 6.1) находится рабочее тело с заданными параметрами, т. е. является ли оно жидкостью (/ область), насыщенным (II область) или перегретым (III область) паром. [c.78]

Теплоотдача при кипении. В процессе кипения жидкость обычно сохраняет постоянную температуру, равную температуре насыщения Поверхность, к которой подводится тепловой поток, перегрета сверх t на Д/. При малых значениях At теплота переносится в основном путем естественной конвекции, коэффициенты теплоотдачи можно рассчитать по формуле (10.10). При увеличении перегрева поверхности на ней образуется все большее число паровых пузырей, которые при отрыве и подъеме интенсивно перемешивают жидкость. Вначале это приводит к резкому увеличению коэффициента теплоотдачи (рис. 10.3) (пузырьковый режим кипения), но затем парообразование у поверхности становится столь интенсивным, что жидкость отделяется от греюш,ей поверхности почти сплошной прослойкой (пленкой) пара. Наступает [c.87]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...