Лекция 6
Если соединить одноименные точки плавными кривыми, то получим нулевую изотерму I, каждая точка которой соответствует состоянию 1 кг воды при 0 °С и давлении р, нижнюю пограничную кривую II, представляющую зависимость от давления удельного объема жидкости при температуре кипения, и верхнюю пограничную кривую III, дающую зависимость удельного объема сухого насыщенного пара от давления.
Определение параметров воды и пара.
Термодинамические параметры кипящей воды и сухого насыщенного пара берутся из таблиц теплофизических свойств воды и водяного пара.
Поскольку для изобарного процесса подведенная к жидкости теплота
q=h2–h1,
то, применив это соотношение к процессу bc,получим:
q=h2–h1=r.
Величина r называется теплотой парообразования и определяет количество теплоты, необходимое для превращения одного килограмма воды в сухой насыщенный пар той же температуры.
Приращение энтропии в процессе парообразования определяется формулой
.
За нулевое состояние, от которого отсчитываются величины s', s", h', h",принято состояние воды в тройной точке.
Так как состояние кипящей воды и сухого насыщенного пара определяется только одним параметром, то по известному давлению или температуре из таблиц воды и водяного пара берутся значения v', v", h', h", s', s", r.
Удельный объем vx, энтропия sx и энтальпия hx влажного насыщенного пара определяются по правилу аддитивности
Непосредственно из таблиц взять параметры влажного пара нельзя. Их определяют по приведенным выше формулам по заданному давлению (или температуре) и степени сухости.
Однофазные состояния некипящей воды и перегретого пара задаются двумя параметрами. По заданному давлению и температуре из таблиц воды и перегретого пара находят значения v, h, s.
Т, s – диаграмма водяного пара.
Для исследования различных процессов с водяным паром кроме таблиц используется Т, s -диаграмма (рис. 4.7).
Рис. 4.7. Т, s -диаграмма водяного пара
Она строится путем переноса числовых данных таблиц водяного пара в Т, s -координаты.
Состояние воды в тройной точке (s0=0, T0=273,15 К) изображается в диаграмме точкой b. Откладывая на диаграмме для разной температуры значения s' и s", получим нижнюю и верхнюю пограничные кривые. Влево от нижней пограничной кривой располагается область жидкости, между пограничными кривыми – двухфазная область влажного насыщенного пара, вправо и вверх от верхней пограничной кривой – область перегретого пара.
На диаграмму наносят изобары, изохоры и линии постоянной степени сухости.
На Т,s-диаграмме площадь под кривой процесса эквивалентна количеству теплоты, подведенной или отведенной от рабочего тела. Работа любого обратимого цикла изображается площадью цикла, поэтому с помощью диаграммы можно определить термический КПД цикла.