Диаграммы водяного пара

В современной теплоэнергетике водяной пар является основным рабочим телом.

Термодинамические таблицы водяного пара могут дать лишь дискретные значения искомых величин. Для изображения процессов водяного пара на практике часто используют диаграммы.

Диаграмма T-s водяного пара (рис. 1.4) представляет собой график, построенный в координатах абсолютная температура-энтропия, на котором нанесены следующие линии: изобары нагрева воды а_оа', парообразования а´а´´ и перегрева пара а´´а, верхняя (х = 1) и нижняя (х = 0) пограничные кривые, линии постоянной сухости (х = const). Между пограничными кривыми расположена область влажного пара с различными степенями сухости. Части диаграммы, находящиеся правее х = 1 и левее х = 0, являются соответственно областями перегретого пара и воды. Т-s диаграмма позволяет наглядно оценить изменение температуры водяного пара и теплоту пара в различных процессах. Недостатком использования Т-s диаграммы является необходимость измерения площадей.

Рис. 1.4. Т-s – диаграмма водяного пара

Диаграмма h-s водяного пара (рис. 1.5) строится по значениям энтальпии и энтропии на обеих пограничных кривых области насыщения. Указанные данные определяются по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара.

Начальной точкой для отсчета энтальпии и энтропии является тройная точка. Изобары-изотермы области насыщения представляют собой наклонные прямые линии p = const. При увеличении давления растет температура насыщения и изобары идут более круто. Крутизна изобар-изотерм возрастает вплоть до критических значений, так как наибольшей температурой области насыщения является критическая температура. Параметры критической точки К: t_кр = = 374 ^oC, р_кр = 22,1 МПа, v_кр = 0,001 м³/кг.

После пересечения с верхней пограничной кривой (х = 1) изобары, плавно сопрягаясь с прямолинейными отрезками области насыщения, начинают приобретать выпуклость, направленную вниз, а изотермы круто поворачивают направо, асимптотически стремясь к горизонталям. Последнее объясняется тем, что по мере удаления от области насыщения и падения давления перегретый пар по своим свойствам приближается к идеальному газу, для которого энтальпия является однозначной функцией температуры.

С помощью h, s – диаграммы можно сразу с достаточной для инженерной практики точностью найти числовые значения для шести термодинамических параметров: h, s, v, p, t, x. Остальные необходимые термодинамические величины такие, как работа и теплота, а также изменение внутренней энергии, легко рассчитывают по найденным параметрам.

Диаграмма h,s приведена в приложении.

Рис. 1.5. h-s – диаграмма водяного пара

Вопросы для самопроверки

1. Укажите классификацию энергетических ресурсов.

2. Дайте определение понятия «электроснабжение».

3. Перечислите виды энергогенерирующих установок.

4. Что представляет термодинамическая система, рабочее тело?

5. Назовите параметры состояния, характеризующие термодинамическую систему.

6. Дайте определение внутренней энергии, энтальпии, энтропии.

7. Теплоемкость газов, от каких факторов она зависит.

8. Сформулируйте первый закон термодинамики и приведите аналитическую форму записи закона.

9. Поясните первый закон для потока рабочего тела.

10. Назовите формулировки второго закона термодинамики.

11. Дайте определение теплового двигателя, термического КПД.

12. Поясните термодинамические диаграммы водяного пара.

13. Как определяются параметры влажного, сухого и перегретого пара с помощью h-s диаграммы?

14. Как изображается процесс адиабатного расширения пара в турбине в h-s диаграмме.

Дата добавления: 2015-07-25