Расчет процессов изменения состояния реального газа (водяного пара)

3.7.1. Изохорный процесс ()

В диаграммах Ts- и hs- (рис. 3.3 и 3.4 соответственно) изохора обозначается линией 1v-а-2v.

Участок 1v-а - это изохорная подсушка влажного насыщенного пара. В ходе этого степень сухости увеличивается до х = 1, т.е. вся жидкая фаза превращается в парообразную. При этом происходит увеличение температуры, давления, энтальпии и энтропии.

Участок а-2v - это изохорный перегрев пара. При этом происходит увеличение температуры, давления, энтальпии и энтропии.

Изменение внутренней энергии в процессе 1v-а-2v определяется соотношением .

Поскольку в процессе работа расширения газа равняется нулю (), постольку, в соответствии с первым законом термодинамики, .

3.7.2. Изобарный процесс ()

В диаграммах Ts- и hs- (рис. 3.3 и 3.4 соответственно) изобара обозначается линией 1р-а-2р.

Участок 1р-а - это изобарная подсушка влажного насыщенного пара

Участок а-2р - это изобарный перегрев пара.

Подводимое тепло, работа, изменение внутренней энергии находятся с помощью уже известных соотношений:

, , .

3.7.3. Изотермический процесс ()

В TS-диаграмме изотермические процессы реального и идеального газов изображаются одинаково. Изображения изотермических процессов в pv-диаграмме показаны на рис. 3.1. В hs-диаграмме изотерма обозначается линией 1t-а-2t (рис. 3.4).

Участок 1t-а - это изобарно-изотермическая подсушка влажного насыщенного пара. Как видно, отличительной чертой изотермы водяного пара является то, что в области насыщенного пара изобара и изотерма совпадают.

Участок а-2t - это изотермический перегрев пара.

Подводимое тепло определяется на основании известного изменения энтропии: .

Изменение внутренней энергии .

В отличие от идеального газа изменение внутренней энергии водяного пара при не равно нулю. Последнее обусловлено изменением потенциальной составляющей внутренней энергии: .

Работа изотермического расширения водяного пара находится на основании первого закона термодинамики: .

3.7.4. Адиабатный процесс (q = 0)

В pv-, TS- и hs- диаграммах водяного пара обратимый процесс адиабатного расширения показан на рис. 3.5.

Рис. 3.5

Зависимость pv- для адиабатного процесса водяного пара, как и для идеального газа, может быть описана уравнением .

Однако, для водяного пара , а определяется экспериментально.

В области перегретого пара за усредненное значение можно принимать . Для влажного насыщенного пара , где x – степень сухости.

Принято при расширении определять k по значению x в начальном состоянии, а при сжатии - в конечном.

Работу расширения находят, используя первый закон термодинамики и то обстоятельство, что в данном процессе :

.

Поиск по сайту: