Оглавление:
Термодинамические процессы реальных газов и паров
- Испарение при разумном давлении при переходе веществ из одной Фазы в другую происходит в определенных случаях Напалнай ПАКС. Потому что естественное течение этого процесса одинаково в разных веществах、 Общим в природе веществом является вода, которая широко используется в теплотехнике в качестве рабочего тела. Испарение рассмотрим на примере быка ври Р = const(рис. 1.16).Пусть точка А соответствует состоянию, давлению р и удельному объему воды при 7°= 273 к В результате Изобарного процесса ах происходит испарение теплоносителя скважины-гемпиевой, конденсированной фазы(жидкости Или твердое тело) к газу.
Вода увеличивается (T,, > 7LX и удельный объем увеличивается (и ’> r). при температуре, соответствующей выбранной температуре При давлении в точке b вода закипает. Когда вода закипит, вся жидкость быстро испарится. Для подвода тепла к В кипящей воде часть ее испаряется, но температура жидкости и пара образуется Т — const. Фактическое вещество будет соответствовать. Эта особенность собственно вещества не может быть изменена, например, за счет увеличения интенсивности подвода тепла.
Удельный объем влажного пара, представляющего собой смесь жидкого пара и сухого насыщенного пара(точка с）. Людмила Фирмаль
Много. Кипение воды при T = const происходит в точке c при определенном g volume. So, в диапазоне определенного объема v » — если(быть） Смесь воды и пара называется насыщенным насыщенным сохраняется. Так как жидкость и пар находятся в равновесии, некоторые из молекул непрерывно Из жидкости в пар (испарение), из других паров в жидкость (конденсация). в состоянии, характеризующемся точкой b, общее количество является собственностью 1va представляет собой жидкость .
Т= 7«. при насыщенной температуре(кипение, конденсация), точке с, вся масса вещества испаряется и переходит в пар. Такой пар называют сухо-насыщенным. 、 vₓ= chi «4-(1-x)v’, где x = m „l (tn“ + t’) — сухость влажного пара. 1-x = t ’/(t „+ tn’)-влажность влажного пара; tn“- Масса сухого насыщенного пара; w ’ — масса жидкости. Отсюда можно определить степень сушки насыщенного насыщенного пара x =(t’x-t) /(t ’」 — (1.148) в соответствии с рис. 1.16 vₓ-В ’= и в ’- В’ — быть, тогда x = быть / HC и(1-х)= (быть. Степень сухости пара х = о (Кривая/) от x = 1 (кривая 2).
При сушке насыщенным паром, характеризующимся в точке с (состояние очень неустойчивое), продолжают Когда подача тепла (процесс cd) завершена, температура повышается (7j> 7JJ, а удельный объем увеличивается> r „).Пар в точке d перегревается. Чем выше температура перегретого пара, тем меньше влияние межмолекулярных сил, поэтому его свойства ближе к свойствам идеального газа. Агрегация и относительное уменьшение общего объема молекул (t>ᵣf> g“) по сравнению с объемом, занимаемым перегретым паром. Давление, которое описывает процесс испарения, можно выразить в виде зависимости a’D’.
Построена такая зависимость процесса испарения При некоторых значениях давления, соединяя соответствующие точки b между собой, можно получить границу: 1-нижняя граница кривой Между кипящей жидкостью и влажным насыщенным паром характерна нулевая сухость (х = 0). 2-верхняя кривая моста、 Соответствует параметрам сухого насыщенного пара (х = 1).Это граница между влажным паром и перегретым steam. At определенное давление p-pk、 Границы 2 и 3, называемые критическими, соединяются параметром PK = 22,129 МПа с точкой k (критическая точка).
ВК = = 0. 00326м3 / кг; T » = 647,3 Окей. Тепло рабочего тела параметр жидкость dq в различных фазовых состояниях расходуется на » увеличение внутренней энергии du」 Внешний рабочий dl = p ltf. Однако, когда жидкость нагрета, своя специфическая жара происходит. Тепло жидкости — это количество тепла, необходимое для нагрева1 Вода от температуры до = 273 кг, от температуры т донасыщения. Объем изменяется незначительно (t / — и%0), следовательно, работа/ = p (v ’— vo) малы по сравнению с другими членами уравнения, которое описывает первый закон thermodynamics. In в связи с этим количество подаваемого тепла .
Жидкость практически не зависит от характера нагрева. поскольку def = c’dt, удельная теплоемкость жидкости фактически независима Характер отопления. ДВ-ль 0(ф-литий-з вставить. Из этого следует Первый закон термодинамики. При T=take, внутренняя энергия воды Z / ₀ = 0, то e(= u’. при температуре T = To энтальпия жидкости равна » o = + peb0.Это связано с тем, что член pv’o мал и ранее принятое условие ub = 0. Однако это предположение о предглинистой точности справедливо только при низкой pressures. By увеличение давления энтальпии/’ ₀ Энтальпия я это’о = 39.7 кДж / кг при Р = 40 МПа и мне вставить = 95 кДж / кг при р = 100 МПа) энтальпия жидкости равна Γ= у’ + ру’.
При температуре Насыщение первым уравнением закона термодинамики f =(? — П(В-В ’О)+ ПВ’ = МВ + ПВ ’ о’. pvb относительно мало и может получить FQ ’с достаточной точностью. Однако, при высоких давлениях, такое предположение Заметно imprecision. In факт, Р » 20 МПа f-q ’= 19,6 кДж / кг, это более 1% от q’. при определении энтропии s ’ Жидкость условно принимается$ b = 0 С To = 273.15 K(точка отсчета). в связи с этим, если кипящая жидкость= = jdq / T = jc ’ dT / T ⁷0 то есть, если вы принимаете его в рамках интеграции с = = const, перейдите к s’-r’lnftn / To. Теплота парообразования г =а «-а + п(Если- И ’ (1.149) следовательно, теплота испарения расходуется на изменение внутренней энергии Р, связанное с преодолением силы.
Для внутримолекулярного присоединения в жидкости (работа разложения), т. е. для преобразования жидкости в пар: P = u » — w ’.(1.150） 4X тепло и остальная часть испарения вызывает изменение удельного объема, в результате чего 4x = p(v — ()./). (1.151) Итак, r = P + T, (1.152) где P и 4x-внутреннее и внешнее тепло соответственно Испарение. Когда количество тепла g требуется для преобразования 1 кг кипящей жидкости в сухой насыщенный пар, испарение X кипение Жидкость (точка е, рисунок 1.16), количество тепла x1 следует суммировать в этом отношении, общее количество тепла влажного пара составляет Lx = H ’ + gx〜’ + Да (1.153) аналогично, внутренняя энергия влажного пара равна= m ’+ Px. (1.154) потому что u = q-p (v ’- v ’ ₒ)、 = q ’+ Px-piv’ — v’₀) f (1.155).
Испарительное тепло-количество тепла, необходимое для преобразования 1 кг нагретой жидкости в тепло Температура кипения при постоянном давлении (и постоянной температуре) сухого насыщенного пара. Или если идти r’ID = ^ + ПХ. (1.156) энтальпия влажного пара K = W * 4-P’x-с учетом формул (1.151) и(1.155) » * = Aₓ+ pt-o-(1157) как упоминалось ранее, pv’o относительно невелик, поэтому речь идет о* x«Ля. (1.158） Процесс испарения Le (рисунок 1.16) является изотермическим и происходит с поглощением количества; «тепло rx, следовательно sₓ-s» — rx /Tₙ.А потом энтропия. Влажный пар sₓ= s ’+ gh / T». (1.159) параметры сухого насыщенного пара определяются следующими параметрами влажного пара: Условие x =1.
Общая теплота сухого насыщенного пара в соответствии с формулой (1.153) A » = / + G. (1.160) внутренняя Энергия сухого насыщенного пара по формуле (1.156) U * = tf + P — (1.161) энтальпия сухого насыщенного пара В соответствии с равенством (1.158) Γ»Λ*. (1.162) энтропия сухого насыщенного пара по уравнению (1.159) s * = s ’+ r / TH (1.163) для определения параметров насыщенного пара составляется специальная таблица. От давления Р, 7?Соответствующее значение, g’; if; and’; and»; G; g; p; s ’; s».Согласно таблице, не трудно определить параметры влажного Лала, если известна X степень сухости. Характеристики перегретого пара (рис. 1.16) существенно отличаются от характеристик насыщенного пара.
Больше, чем Разница температур между перегревом (точка d) и сухим насыщенным паром(точка c) увеличивается при одном и том же давлении, и подол ближе к характеристике. Перегретый пар к свойствам идеального газа. Это видно из рисунка. 1.3 (Ti>Т₂ > ТК).Чем выше температура, тем ближе форма Изотерм Идеальные газовые изотермы для перегретого пара (см. рис. 1.10, а).Перегретый пар получают из насыщенного состояния с помощью специального парового Пэи. Кредиторы. Тепло при известной теплоемкости cf(1.164) iiepeipeea отличается от изобарного процесса cd перегревом пара (см. Рисунок 1.16).
В изотермической области CJ |but насыщенного пара II эти процессы являются последовательными.4ye =Ппе-м согласно первому закону термодинамики » + p(r, s-u), (1.165) то есть теплота перегрева расходуется на увеличение внутренней энергии пара до u,выполняет внешнюю работу. ПП координат (рис. 1.16) характеризуются участки под процесс CD. Экспериментально установлена теплоемкость перегретого пара Это зависит от температуры и давления(рис. 1.17).Эти зависимости по формуле (1.164) можно использовать для определения теплоты nepey АР звука численно. A’AH’h’at p =p₃ » = const, что равно площади. Если известна теплота перегрева, то можно рассчитать общую теплоту перегретого пара. Рассматриваемый Формула (1.160) теплота перегрева-количество теплоты, необходимое для преобразования 1 килограмма сухого насыщенного пара при постоянном давлении Температуры Т ^ ..Перегретый пар 1.17.
Зависимость теплоемкости перегретого пара от температуры 7 ’при давлении рассола p = const * = «+„/Ps = d ’+ r + qM; (1.166) энтальпия перегретого пара ine e + pb’ps — (1.167) С Формула (1.165)“ не = у „+ Д, С + П, К-П (я занимаемых юпиками-в “ \ 1 (1.168), следовательно,、 =•+(fn = L +(fn = L, f. (1.169) изменение энтропии вследствие перегрева пара TPN 5pe-S * = F CpdT / T (1.170） Далее, Lne Sne = S * + f CpdT / T (1.171) ъ рассматриваемый параметр перегретого пара равен、 С помощью специальной таблицы перегретого пара и опытных формул состояния перегретого пара p, v и Д. В области II влажного насыщенного пара (см. рис. 1.16), 2 фазы жидкости и пара(влажный насыщенный пар) находятся в состоянии равновесия.
Связь между температурой пара, приращением его объема и теплотой испарения устанавливается уравнением Клапейрона・Клаузиуса. Бесплатно NtepiMH f-and-Ts. In дифференциальной формой, формой этой функции считается df = du-Tds-sdTₜ или уравнение первого закона (1.39 Термодинамика и соотношение (1.49) df = — pdv-sdT. V = частные производные при const a / a / — s и—p при T = константа. Итеративно различает первое выражение для r при T = const и второе выражение для T при v = const. С тех пор 2-й смешивается Производная функции не зависит от порядка производных (свойство совершенной производной), сравните полученные производные 2-го порядка.
ДП / ДТ = либо ДСП / ДВ. (1-172) изменение энтропии в процессе испарения по формуле (1.163) r / T», а также изменение соотношения Том v » — v ’. форма уравнения ’l (1.172)является суб -» Клапейрон-Клаузиус, включенный в уравнение dp / dT = r / [T (vⁿ-(1.173 Уравнение величины теплоты испарения g, удельный объем кипящей жидкости v является характеристикой упругости насыщенного пара p = f (T«) можно определить экспериментально. Свободный от уравнений-изотермический термодинамический потенциал или энергия Гельмгольц. я Рис. 1. 18.Рисунок водяного пара (1.173) вычисляет удельный объем Vv сухого насыщенного пара и определяет его .
- Верхняя граничная кривая 2 (см. рис.1.16) сложна экспериментально, поскольку состояние пара очень неустойчиво. Перегрев пара. Формула (1.173) может быть применена и к другим 2-фазным системам. Например, для изучения равновесного состояния твердого геля и пара Необходимо использовать тепло сублимации вместо испаренного g, а для твердой и жидкой фаз использовать тепло плавления. Для Это облегчает определение параметров рабочего тела и возможность использования расчетных методов графического анализа.
Нижний из них предварительно построен(x = 0） $ T в верхней части координат (х = 1)пограничные кривые, изобары, изолинии, изотермы(рис. 1.18). если горизонтальная ось диаграммы sT совпадает с Изотермы TO = 273 K, при определении теплоты необходимо дополнить область h «B’c’c» к области h’ccc’, ее высота равна Температурная кривая x =const при равной сухости также plotted. As в результате площадь b » bcc » численно равна теплу Испарения р = г-Ф; зона c ^ НПК» — теплота перегрева «/ нет = МКП-зона hcdd ^ КТ-1 пара, общей теплоты перегрева| / с = „НЭ -“ о „Inc, а область 0hee“ 0h соответствует X,= G и т. д.
Процесс изменения состояния водяного пара представляет собой изопластический процесс (t> = const), который состоит из подачи. Людмила Фирмаль
Если энтальпия I нанесена на вертикальную ось, можно построить диаграмму Си(см. Рисунок 1.18). соединяя точки линии равного давления на Граничной кривой noi (ниже (x» 0) и выше (x = 1)), можно получить изобары и изотермы. Влажный насыщенный steam. In в некоторых случаях изолинии и кривые с одинаковой сухостью также применяются к полям диаграммы Си. быть / bc-x. In область Персидского пара, изобары и изотермы выкапываются с помощью таблицы перегретого пара.
Анализ графов в расчетах Р, diM. It проще использовать СИ-диаграмму, так как значения-и многих других определяются не в области, а в виде отрезка линии, как показано ниже: ст-диаг рам-мне. Отвод тепла от рабочего тела(рис. 1.19, i).При подаче тепла (процесс 12), энтропии s, давления p и сухости X влажного насыщения Пар будет увеличиваться. В течение 23, пар становится сухим насыщенным, и после того, как он превышает граничную кривую (x = 1), он overheats. So …
Согласно первому закону термодинамики, вся теплота, подводимая к рабочему телу, расходуется на изменение внутренней энергии Q = -₂.、 для v-const работа f =0.Согласно формуле (1.50), u = i-pv, следовательно 412 = 12-h-v(P2-P1 (1-174) энтальпия II и i₂ определяется Си-диаграммы или таблицы термодинамических. Процесс 13, 41z = » s-ii — в количестве теплоты, подводимой к рабочему телу «(Pz-Pg)-(1.175) изобарный процесс (p = const) в области влажного насыщенного пара совпадает с изотермами 12 (рис.1.19.6)…
В изобарном процессе, который происходит при подаче тепла (увеличении), первоначально происходит постепенное высыхание влажного пара (градусов В процессе 12) степень высыхания х увеличивается, а затем ворсинчатый слой нарушается (после превышения верхней границы кривой х = 1) (Точка 3).В соответствии с В первом законе термодинамики количество подводимого тепла q-Au + I, то есть изменение внутренней энергии и Внешняя работа f = pO> S-P численно равна площади под процессом 13 в координатах. в Санкт-координат, поставляемого тепла Q определяется. Oab233 ’(общая температура перегретого пара) и Oagi (общая теплота влаги) могут быть выражены через Г1233′ Насыщенный пар AJ.
Поэтому рассмотрим g =Λ / ₍c-Lx(1.176) или соотношение (1.158) и (1.170) 4 =(1.177) в этой связи, для определения Q, это наиболее удобная для использования в Си-схемы. В областях влажного насыщения изобарная пара координат si является прямой line. In действительно, совместные решения уравнений (1.153), (1.158) и (1.159) имеют вид、 Линейное уравнение ix =(f-TMsr)+TMsₓ.Чем выше температура 7I, тем выше наклон линии. Изостатическое изменение внутренней энергии Процесс »» 1z = from-Hi =(i-pv) ₃ — (i-pv) t. (1.178) изотермический процесс (T-const) в области насыщенного влажного пара является、 Так, в процессе изобарического 12(рис. 1.19, в), в теплоснабжении раздел 12 (С возрастает) Р-величина постоянная, а пара сохнет (х увеличивается).
Так… Площадь перегретого пара после прохождения через граничную кривую х = 1 имеет вид гиперболы, представляющей собой изотермы идеала gas. So … В соответствии с первым законом термодинамики реального газа или пара, м = Ау +И. В реального газа или пара, части теплоснабжения Ау T = const тратится на работу разложения. Количество подаваемого тепла зависит от sY ’ — диаграммы, q-T (s₃- Si), (1.179) изменение внутренней энергии AwiЗ= (- Р») З-О ’-P«) i (1.180） д)рис. 1.19.Под / под рамкой а-изотропия различных процессов изменения; б-Изобара; пара: в- Изотермическое; а-адиабатическое сжатие (1.182), легко найти кривую из диаграммы Си.
Тогда с учетом внешней работы процессов (1.179)и (1.180)、 VP номер рисунка равен площади под кривой процесса 123,/ = d-Di. (1.181) процесс изоляции (dq = 0） происходит без теплообмена с внешней средой при ДС = 0(рис. 1.19, г).За счет сжатия рабочего тела (dv 0) повышается температура и влажного пара Сушка (X увеличивается).Изменение внутреннего работника Дшз = («- PVH — (I-PV) I-стоимость внешней работы в области равна следующим числам 13 процесс G-координат,/ / = — Di₁₃ = II-i₃ + (p₃t₃-pₜvi). (1.183) влажный воздух влажный воздух-это рабочая жидкость для меня! Их Теплогенератор. Водяной пар может быть насыщен, затем смесь сухого воздуха и насыщенного пара Воздух.
Если воздух содержит перегретый пар, то влажный воздух unsaturated. By Мерк низкотемпературный ненасыщенный При влажном воздухе состояние перегретого пара приближается к состоянию, соответствующему верхнему пределу(x = 1).Особенности точка росы Конденсация части паров, содержащихся во влажном воздухе(образование капель жидкости).Влажность d оценивается отношением количества / Количество воздуха / np (кг) водяного пара, содержащегося в сухом воздухе относительно воздуха: / = / Ip / / И. (1.184) количество пара .
Поскольку воздух, содержащийся в объеме воздуха gw, равен объему смеси gsm, массовое отношение формулы (1.184) можно заменить следующим соотношением: Мы различаем значения плотности пара rp и воздуха p, следовательно rf = p» / p>(1.185) абсолютная влажность и относительная влажность. Абсолютная влажность (плотность паров влажного воздуха) rp / ppd’cm. (1.186) при выбранном давлении и температуре Тест Су например, максимальная степень сатурации воздуха и steam. At в то же время 1 круг становится сухим, насыщенным плотностью рН. Относительная влажность Воздух f = rp / pH. (1.187) если воздух перенасыщен влагой (p> 1), то парциальное давление пара p » равно давлению.
Насыщенный, пар в воздухе влажный. если pv 1, водяной пар в воздухе перегреется (p» p»). при fv = 1 водяной пар в воздухе остается сухим Насыщенность(Р ^ — ТЧ).Основные параметры влажного воздуха (плотность, газовая постоянная и др.) являются: влажный воздух-смесь сухого воздуха Воздух, содержащий водяной пар. Точка росы-температура, в которой содержится воздух, охлаждающий ненасыщенный влажный воздух Перегретый пар стал насыщенным. Абсолютная влажность — это масса водяного пара, содержащаяся в 1м3 влажного воздуха. Родственник Влажность воздуха-отношение абсолютной влажности к максимально возможной влажности при определенном давлении и температуре, если воздух насыщен Водяной пар. РНС. 1.20. схема построения д-Диа!
Каркас рассчитывается по формуле смешивания идеальных 1ЕЗОВ. Иллюстрация влажного воздуха В 1918 году. Окей. Предложенный Рамзиным, он используется для определения параметров влажного воздуха при расчете осушки, вентиляции и проветривания Отопление. b’ — при построении кадра li1 используются диагональные координаты, где линия i = const рисуется под углом 135°относительно оси Ординат (рис. 1.20).Ось влагосодержания d рисует гею условно по вертикальной оси под углом 90 градусов, но фактическое значение d наносится на нее.
Она определяется по формуле (1.185).Вертикальные линии D-const является протягивается через абсцисс с определенным значением D. Enteralpee мокрый. Воздух, то есть энтальпия 1 газовой смеси, состоящей из сухого воздуха массой 1 кг и водяного пара в количестве d, равна сумме i = h + diM (1.188) кроме того, inCp » Г » + r +Срп(Т-Fiₜ)энтальпии водяного пара,(1.189) где Liquid жидкая Изобарная теплоемкость Вода; g-теплота испарения при парциальном давлении пара во влажном воздухе. СРП-средняя изобарная теплоемкость перегретого пара Его парциальное давление во влажном воздухе; T-температура влажного воздуха. Гы-температура насыщения при парциальном давлении пара Влажный воздух.
Для опорной точки i, Ос-273к, для которой выбрано значение7-0, энгальпия Kick сухого воздуха / n при данной температуре Будет равен нулю. Далее следует формула (1.188) i = 0.In поле внизу! Кривая, относительные значения которой равны Влажность (f,= 100%, f» = 90%, etc.) и изотермы T = const являются прямыми линиями. Поле φ100 = 100% криволинейной фигуры разделено на 2 области. при fv 100% в воздухе содержится перегретый пар, при fv> 100% — влажный насыщенный пар, при fv = 100% — сухой насыщенный пар. Дидия! Рама. Он построен для самого общего (среднего) атмосферного давления внешнего environment. At другое атмосферное давление, сеть.
Изотерм такая же. Но кривая fv = const уточняется. Используя схему, можно выполнять различные теплотехнические расчеты. Например, нагрев или охлаждение Влажный воздух в воздухонагревателе происходит при постоянном содержании влаги. Этот процесс обозначен вертикальной линией на рисунке Охлаждение при 12 и 35 точках 5, соответственно, высушит ранее перегретый пар. При дальнейшем охлаждении, часть пара Он конденсирует и уменьшает количество влаги в воздухе. Процесс 56 молодец! По кривой Фв = 100%.Количество сконденсированной влаги D₅- Д₆.Процесс испарения льда определяется при условии I =constant. In дело в том, что энтальпия воды будет равна нулю, а теплота воздуха составит .
Энтальпия влажного воздуха при испарении НС, т. к. он расходуется на испарение и перемещается из испаренной влаги в воздух Все меняется. ф= = температура 100% (насыщенный сухой пар в воздухе) — это температура точки росы. Использование схемы Можно рассчитать процесс перемешивания потока влажного воздуха. Поместите 2 потока влажного воздуха в смесительную камеру. Параметр, характеризуемый точкой adₐ.It; другой параметр с параметрами ij, точка h (mₕ; db; Tb; ib). в результате смешивания влажных потоков Воздух mₘ= = 1П » + Wfc.
Содержание воды в уравнении материального баланса от d » =(mA + mA)/ ^ (1.190) mjₐ+»»А=энтальпия смешанного потока из уравнения теплового равновесия R =(«»Л+псЫ / т. После введения в (1191) Формула (1.190) и (1.191) массовое соотношение 4 = МБ /мₘ поступает в смесительную камеру 4.-А-dₐ)/(дБ — /ж); ам — * а)/ 0В ^ Т） И (4-я)/(дБ-д»)=(я-iₐ)/(д»-ди-джей. Таким образом охарактеризуйте состояние влажного воздуха » /», чтобы получить точку м на (диаграмме После смешивания потока необходимо соединить точки a и h прямой линии ah (см. рис.1.20) и использовать массовую долю смешанного потока gx. И g2 = mb] mₙ определяет положение точки mn. It делит линию ah на отношение gi / g2.Выражения (1.190)и (1.191) указывают координаты этой точки.
Смотрите также:
| Основные понятия и определения | Истечение, дросселирование газов и паров |
| Первый закон термодинамики | Сжатие газа в компрессоре |
