Паровая диаграмма «T-s»

При удельная энтропия . Тогда процессы нагрева жидкости (1-2), парообразования (2-3) и перегрева пара (3-4) будут иметь вид, как показано на следующем рисунке:

1. Процесс (1-2) нагрева жидкости при p =const. При этом изобара практически совпадает с НПК, так как термическая расширяемость жидкости мала.

Таким образом:

. (1)

2. Процесс (2-3) парообразования при .

или . (2)

Площадь под изотермой 2-3 равна теплоте парообразования r.

3. Процесс (3-4) – перегрев пара

. (3)

Энтропия влажного пара:

. (4)

Энтропия сухого насыщенного пара (х =1).

. (5)

Энтропия перегретого пара:

. (6)

Изобара в области перегретого пара (3-4) идет более круто, чем изобара в области нагрева воды (1-2).

15.7. Паровая диаграмма «h-s». Расчет теплоты, работы, изменений внутренней энергии и энтальпии с помощью этой диаграммы

На паровой диаграмме «h-s» критическая точка «К» сдвинута влево и вниз по отношению к вершине, так как энтальпия «h_к» в критической точке не является максимальной величиной. Так для воды кДж/кг, а кДж/кг при давлении р =30-40 ата.

Как уже отмечалось, при построении диаграммы «h-s» принимается, что при температуре t ₀=0⁰C величины энтальпии, внутренней энергии и энтропии равны нулю, т.е. и (см. диаграмму «h-s»).

Процесс 1-2 – подогрев жидкости при : теплота жидкости , энтропия .

Процесс 2-3 – парообразование (прямая наклонная линия в области влажного пара):

Для сухого насыщенного пара (т.3):

Для перегретого пара (т.4):

Положение точек на диаграмме «h-s» определяется заданием следующих параметров:

1. для влажного пара заданием давления (р) и степени сухости (х);

2. для сухого насыщенного пара (х=1) заданием давления (р);

3. для перегретого пара заданием давления (р) и температуры (Т).

По положению точки на диаграмме «h-s» можно определить все параметры этого состояния, рассчитать теплоту и внешнюю работу любого процесса. В диаграмме «h-s» теплоты выражаются прямыми линиями. Поэтому расчет паровых процессов в энергетической части более удобно проводить по диаграмме «h-s», чем по диаграмме «Т-s», где теплоты выражаются площадями под кривой процесса, которые надо измерять планиметром.

Расчет теплоты, работы и изменений внутренней энергии с помощью паровой диаграммы «h-s» проводится в следующем порядке:

- по условию задания наносят на диаграмму график процесса 1-2;

- по положению крайних точек процесса «1-2» определяют все параметры пара а начале: , и в конце: , процесса;

- по общей для всех процессов формуле определяется изменение внутренней энергии пара в процессе «1-2»:

Для пара в изотермическом процессе величина и (как известно, для идеального газа в процессе T =const и ). Это связано с тем, что в процессе парообразования внутренняя теплота испарения идет на преодоление внутреннего сцепления между молекулами (работу дисгрегации), которая зависит как от температуры, так и от давления;