Тема 1. 9. Процессы парообразования и термодинамические свойства водяного пара

1.9.1. Процесс парообразования и его изображение на р -  и Т-s диаграммах.  

В   технике широко применяются пары различных жидкостей: воды, аммиака, хлористого метила, фреонов, углекислоты и т.д.                                                                                     Процесс парообразования для всех жидкостей одинаков, и его можно проследить на примере воды.

Парообразование – это процесс перехода жидкости в пар путём испарения или кипения.

Испарение – парообразование, происходящее без подвода тепла при любой температуре и только с поверхности жидкости.

Кипение – парообразование, происходящее по всему объёму жидкости при сообщении ей тепла.

Процесс превращения пара в жидкость называется конденсацией.

Пар может быть влажным насыщенным (влажный пар), сухим насыщенным (сухой пар), перегретым.

Влажный насыщенный пар – смесь пара с мельчайшими капельками жидкости, т.е. парожидкостная смесь. Он характеризуется температурой кипящей жидкости и степенью сухости (паросодержанием). Степень сухости – это масса пара в 1кг парожидкостной смеси, обозначается

              (9.1)

Сухим насыщенным паром называют пар, полученный при х=1. Характеризуется температурой кипящей жидкости.

Перегретый пар – это пар, температура которого выше температуры насыщенного пара того же давления. Разность между температурой перегретого и насыщенного пара того же давления называют степенью перегрева , чем она выше, тем ближе свойства пара к свойствам газа.

В парообразовании приняты обозначения:

–t₀,u₀,h₀, s₀ – начальное состояние жидкости;                                                                          – t’, u’, h’, s’, –состояние жидкости нагретой до кипения;                

- t’, u”, h”, s”, ”– состояние сухого насыщенного пара;                                                     –t, u, h, s, – состояние перегретого пара;                              – – состояние влажного насыщенного пара.

Процесс получения пара делится на 3 стадии:                                                                        

 подогрев жидкости до кипения;                                     – кипение при постоянных давлении и температуре;                                                                           – перегрев пара.

В парообразовании условно принято в тройной точке вещества значения параметров

            h₀=u₀=s₀=0

Для воды s₀=0 при Т=273,15К.

Рассмотрим процесс парообразования 1кг воды на р -  и Т-s диаграммах. Точка а характеризует начальное состояние воды при  Т=273,15К  – удельный объём воды.