Теплотехника - Чечеткин А.В.
Скачать (прямая ссылка):
(1.132)
(1.131)
(1.133)
(1.134)
37
Рис. 1.16. Ts-диаграмма паров рис. 1.17. fe-диаграмма паров
дифенилоксида
Изобарная и изохорная теплоемкости перегретого пара — положительные и, следовательно, изобары и изохоры в области перегретого пара в первом приближении есть логарифмические линии, поднимающиеся вверх с увеличением энтропии. Так как ср > cv, то изохоры идут круче изобар. Изоэнтропы на Xs-диаграмме есть прямые, параллельные оси О Г, а изотермы — прямые, параллельные оси Os.
hs-диаграмма. Одним из основных достоинств этой диаграммы (рис. 1.17) является то, что в ней теплоты жидкости, парообразования и перегрева пара в изобарном процессе изображаются прямолинейными отрезками. Пограничные кривые строятся по точкам к' и s' — для кривой х = 0 и по точкам к" и s" — для кривой х = 1. Значения этих величин берутся из таблиц сухого насыщенного пара. Так как для изобарного процесса ds — dqp/T = dh/T, то (8h/ds)p = Т= tg <хр > О, или ар < 90°. Отсюда следует, что на /is-диаграмме изобары представляют собой восходящие кривые (сплошные линии). Чем больше давление, тем выше располагается соответствующая изобара. В области влажного пара Т= Тх = Тц = const, и, следовательно, ар = const, т. е. в этой области изобары — прямые линии. Как видно из рис. 1.17, отношение be: be = (гх/Г„): (r/TH) — x. Соединив кривой все точки на изобарах с одинаковым значением степени сухости х, получим линии постоянной степени сухости х = const.
В области влажного пара по указанной выше причине изотермы совпадают с изобарами. В этой области длина прямолинейного участка изотерм уменьшается с увеличением Т и при Т = ТК обращается в точку. Следовательно, в критической точке (dh/dsjr — Тк > 0 и поэтому критическая точка к находится на нисходящей части пограничной кривой пара х = 1. От пограничной кривой пара х — 1 изотермы резко поворачивают вправо и при больших степенях перегрева идут практически параллельно оси Os, т. е. изотермический процесс становится одновременно изоэитальпийным, что характерно для идеального газа (dk/ds)T = (с,, dT/ds)r ~ tg ат = 0, т. е. ат = 0. Вблизи кривой насыщения (х = 1) tgar>0, и в этой области изотермы представляют собой кривые выпуклостью вверх. Чем больше температура, тем выше располагается соответствующая изотерма.
38
В /is-диаграмме изохоры изображаются пунктирными кривыми с tg OLv = (dh/ds)v > 0. Чем больше удельный объем пара, тем ниже располагается соответствующая изохора.
Термодинамические процессы в парах. Обычно рассматриваются четыре процесса: изобарный (р = const), изохориый (и = const), изотермический (Т = const) и изоэнтропийный, или обратимый адиабатный (s = const). На рис. 1.18 изображен изобарный процесс, на рис. 1.19 — изохориый, на рис. 1.20 — изотермический и на рис. 1.21 — адиабатный.
Термодинамические параметры состояния в начале и конце этих процессов находятся или непосредственно из /is-диаграммы, или из таблиц сухого насыщенного и перегретого пара. Во втором случае необходимо прежде всего определить состояние рабочего тела в начале и в конце процесса. Для изобарного, изохорного и изотермического процессов эти состояния определяются путем сравнения заданного
Рис. 1.18. Изображение изобарного процесса паров в координатах р, v;
Т, s и h. s
Рис 1.20. Изображение изотермического процесса паров в координатах р, v;
Т, s и h, s
Рис. 1.21. Изображение адиабатного процесса паров в координатах
р, v; Т, s и /?, s
удельного объема v с удельными объемами сухого насыщенного пара и кипящей жидкости при заданной температуре или давлении. При этом возможны следующие случаи: 1) если v > v", то пар — перегретый и все остальные параметры его берутся из таблиц перегретого пара для заданного р или t; 2) если v = г", то пар — сухой насыщенный и все параметры его берутся из таблиц сухого насыщенного пара для заданного р или t; 3) если v = г/, то задана кипящая жидкость и все параметры ее берутся из таблиц сухого насыщенного пара при заданном р или г; 4) если VQ < v < v', то задана некипящая жидкость и все параметры ее берутся из таблиц перегретого пара (выше горизонтальной черты); 5) если v' < v < v", то пар — влажный; степень сухости его определится из формулы (1.122), а энтальпия и энтропия — из формулы (1.121), причем входящие в эти формулы параметры пара и жидкости берутся из таблиц сухого насыщенного пара при заданном р или t.
Для адиабатного процесса состояние рабочего тела в начале процесса определяется аналогичным образом; в конце же процесса — путем
40
сравнения известной энтропии s2 = S\ с энтропией сухого насыщенного пара и кипящей жидкости заданного давления р2 или температуры г2, при этом возможны те же пять случаев, а именно: если s2 > s2\ то пар перегретый, если s2 — s2, то пар сухой насыщенный, если s2 — s'2, то это кипящая жидкость, если s0 < s < s', то это некипящая жидкость, и, наконец, если s' < s < s", то пар влажный. Определив состояние пара в конце и начале адиабатного процесса, все параметры состояния находятся так же, как в указанных выше трех процессах.
