1. Рассчитать абсолютное давление насыщенного пара для всех точек:
, Па;
1 кгс/см2 = 735,6 мм рт. ст.;
750 мм рт. ст = 105 Па = 0,1 МПа.
2. По величинам е из градуировочного графика определить значения , где .Искомая температура насыщения , °С.
Результаты занести в таблицу 1.
3. На миллиметровой бумаге по опытным данным рн и tн построить кривую насыщения (рис. 3), выбрав масштабы по осям
= 1МПа 1 см;
= 10 °С 1 см.
4. С помощью уравнения (4) рассчитать теплоту парообразования r при заданной температуре :
, кДж/кг.
Значение производной определить графически как тангенс угла наклона касательной к кривой насыщения в точке с температурой (геометрический смысл первой производной!) (рис. 3), т.е. с учетом размерностей:
, Па/град.
Точность теплоты парообразования r будет зависеть от тщательности построения и проведения графических измерений.
Значение удельных объемов и приведены в таблице (приложение).
5. По уравнениям (2) и (1) рассчитать значение внешней и внутренней теплот парообразования при температуре .
6. Рассчитать степень сухости х влажного насыщенного пара при температуре исследованной двухфазной системы: х , где vx = 0,00326 м3/кг в соответствии с выражением (5).
7. Вычислить энтальпию влажного насыщенного пара:
х, кДж/кг,
где - энтальпия жидкости на линии насыщения при температуре (приложение).
8. Определить внутреннюю энергию влажного насыщенного пара при температуре :
, кДж/кг.
9. Рассчитать энтропию влажного насыщенного пара при температуре :
, кДж/(кг×К),
где - энтропия жидкости на линии насыщения при температуре (приложение).
10. Изобразить на pv- и Ts -диаграммах (без соблюдения масштаба) исследованный изохорный процесс.
11. Сравнить полученную в опыте величину теплоты парообразования r со справочными данными rтабл. (приложение):
.
Величина δr характеризует точность проведенных измерений и качество обработки опытных данных.
Контрольные вопросы
1. pv- и Ts -диаграммы водяного пара.
2. Процессы фазового перехода на pv- и Ts -диаграммах.
3. Области состояния водяного пара. Влажный насыщенный пар. Степень сухости.
4. Понятие температуры и давления насыщения. Кривая насыщения.
5. Методика определения и физический смысл r, , , x, , , .
6. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Достоинства.
7. Схема экспериментальной установки и методика проведения эксперимента.
8. Источники погрешностей измерения. Виды погрешностей. Методика расчета.
Приложение
, °С | v’, м3/кг | v“, м3/кг | h’, кДж/кг | S’, кДж/кг К | r, кДж/кг |
0,001251 | 0,05005 | 1086,1 | 2,7034 | ||
0,001275 | 0,04215 | 1135,0 | 2,8851 | ||
0,001302 | 0,03560 | 1185,3 | 2,9764 | ||
0,001332 | 0,03013 | 1236,8 | 3,0685 | 1542,9 | |
0,001365 | 0,02533 | 1290,0 | 3,1610 | 1476,3 | |
0,001403 | 0,02164 | 1344,8 | 3,2548 | 1404,2 | |
0,001447 | 0,01831 | 1402,2 | 3,3507 | 1325,2 | |
0,001499 | 0,01545 | 1462,0 | 3,4495 | 1237,8 | |
0,001562 | 0,01297 | 1626,1 | 3,5521 | 1139,6 | |
0,0016339 | 0,01078 | 1594,8 | 3,6605 | 1027,0 |
Библиографический список.
- Теплофизические свойства теплоносителей и рабочих тел энерготехнологических процессов и установок. Метод. указания/ Казан. гос. технол. ун-т; Сост.: В.А.Аляев и др. Казань, 2000. 62 с.
- Лабораторный практикум по термодинамике и теплопередаче. Учеб. пособие для энергомашиностроит. спец. вузов /В.Н.Афанасьев и др./ Под ред. В.И.Крутова, Е.В.Шишова. М.: Высш. шк., 1988. 216 с.
- Гумеров Ф.М., Сабирзянов А.Н., Гумерова Г.И. Суб- и сверхкритические флюиды в процессе переработки полимеров. –Казань: «ФЭН», 2000. 328 с.