Главная | Обратная связь

Изображение простейших процессов на P-V, T-S и i-S диаграммах. Вычисление параметров водяного пара с помощью I-S диаграммы.

Аналитическое определение работы(А) теплоты(q) и внутренней энергии (U) трудоемко из-за того, что к пару - реальному газу, применимы только уравнения состояния реального газа, имеющие сложный вид (например, уравнение Вукаловича – Новикова).

С помощью i-S диаграммы этот процесс значительно упрощается, т.к. сводится к снятию ряда параметров с i-S диаграммы и последующему решению простых уравнений.

Для общности результатов рассмотрим процессы, переходящие из области влажного насыщенного пара в область перегретого пара (или наоборот).

 

а) Изохорный процесс

Av = 0

qv = ΔUv

 

 

ΔUv = U2 – U1 = (i2 – P2V) – (i1 – P1V)

 

 

Значения удельных энтальпий i₁ и i₂, а также Р₁ и Р₂ снимают с диаграммы I-S.

б) Изобарный процесс

Ap = P(V2 – V1)

qp = i2 – i1

 

 

 

Значения удельных энтальпий i₁ и i₂, а также V₁ и V₂ снимаются с i-S диаграммы.

ΔUp = (i2 – PV2) – (i1 – PV1)

в) Изотермический процесс

qт = Tн1 (S2 – S1)

Ат = qт – ΔUт

 

 

 

ΔUт = (i2 – P2V2) – (i1 – P1V1)

 

 

Значения i₁ и i₂, а также Р₁ и Р₂, V₁ и V₂, S₁ и S₂ снимают с i-S диаграммы.

 

В отличии от идеального газа у водяного пара ΔU_т не равно нулю и это неравенство объясняется затратами внутренней энергии на совершение работы дисгрегации по преодолению сил сцепления между молекулами жидкости при парообразовании.

 

г) Адиабатный процесс

AS = -ΔUS

dqS = 0

 

 

 

Значения i₁ и i_2, а также Р₁ и Р₂, V₁ и V₂, S₁ и S₂ снимаются с i-S диаграммы.

ΔUS = (i2 – P2V2) – (i1 – P1V1)

 

В P-V диаграмме адиабата в области перегретого пара описывается уравнением

PV^k=const, где k=1,3

В области влажного насыщенного пара при x ≥ 0,7 адиабата также описывается уравнением PV^k=const, но показатель адиабаты принимается значением

k=1,035 +0,1х.

Для сухого насыщенного пара k=1,135.

На практике показатель адиабаты k берется одним значением, которое определяется аналогично показателю политропы по двум точкам:

,

д) Процесс при постоянной степени сухости

В отличии от газов у водяного пара есть еще один дополнительный изопроцесс, а именно процесс, протекающий в области влажного насыщенного пара при постоянном значении х.

 

Ax = qx – ΔUx

 

 

 

При получении приближенной формулы для q_x линия x=const в области влажного насыщенного пара между точками 1 и 2 на T-S диаграмме принята прямой.

Значения i₁ и i₂ а также Р₁ и Р₂, V₁ и V₂, S₁ и S₂ снимают с i-S диаграммы.

Ux = (i2 – P2V2) – (i1 – P1V1)