27. Волога насичена пара

Волога насичена пара – це пара, в яку при пароутворенні потрапили крапельки котлової води.

Кількість часток рідині в парі – ступінь сухості або вологості пари

Тиск насиченої пари наближено можна розрахувати за виразом основного рівняння МКТ:

p = nkT

Оскільки концентрація молекул насиченої пари не залежить від об'єму за сталої температури, то і тиск насиченої пари не залежить від об'єму, а залежить від температури. Ці закономірності встановлено експериментально. З підвищенням температури тиск насиченої пари зростає швидше, ніж тиск ідеального газу (див мал.), бо під час нагрівання тиск насиченої пари збільшується не тільки через підвищення температури, а й унаслідок збільшення концентрації молекул (густини) пари.

Волога насичена пара містить в собі рідину. Відношення маси сухої пари тс.п. до маси вологої пари тв.п.=тс.п.+тр., називається степінню сухості х вологої пари.

При температурі вище 0°С і тиску більше 0,61 кПа (для плоскої поверхні розподілу фаз) волога пара складається з водяної пари і води; при температурі 0°С і тиску 0,61 кПа волога пара складається з водяної пари, води і льоду, а при температурі нижче 0°С і тиску менше 0,61 кПа - з водяної пари і льоду.

28. Діаграма I,s водяної пари*( або „h-s” діаграма )

В розрахунках процесів з водяною парою часто застосовується „h-s” діаграма, див. рис.7.5. Діаграму процесів у координатах „h-s” будують так: на першому етапі за табличними даними величин h^' , s^' і h^'' , s^'' будують граничні криві АК і КВ. Гранична крива рідини проходить через початок координат, оскільки при t_н = 0 ºС питомі ентропія і ентальпія рідини приймаються рівними нулю.

На другому етапі наносять ізобари, які на ділянці насиченої пари, є одночасно ізотермами і прямими лініями, оскільки на „h-s” діаграмі кутовий коефіцієнт ізобари вологої пари (зона фазового переходу) є сталим. При підвищенні тиску температура насичення пари збільшується і кут нахилу ізобар для насиченої пари зростає, тобто ізобари між граничними кривими є прямими, що розходяться.

Д ля перегрітої пари (точки справа і зверху кривої КВ) ізобари і ізотерми розділяються, причому ізобари піднімаються вгору у вигляді логарифмічних кривих, а ізотерми прямують до горизонталі. Це пояснюється тим, що із зниженням тиску перегріта пара за своїми властивостям наближається до ідеального газу, питома ентальпія якого залежить лише від температури, тобто лінії t = const. одночасно є лініями h = const. На ділянці вологої пари на „h-s” діаграму наносять лінії однакового ступеня сухості x = const. На цю ж діаграму наносять ізохори, які проходять крутіше ізобар, див. рис. 7.6, де вони показані штриховими лініями.Переважно для практичного використання будують у великому масштабі робочу частину діаграми, на рис. 7.5 ця частина обмежена штрих - пунктирною лінією і показана на рис. 7.6.

29. Термодинамічні процеси в I,s діаграмі водяної пари

Основними процесами водяної пари являються:

1. ізохорний процес;

2. ізобарний процес;

3. ізотермний процес;

4. адіабатний процес.

Ізобаричний процес (p = const) - (ізобари), Ізотермічний процес (t = const) - (ізотерми), Ізохоричний процес (v = const) - (ізохори).

У i, s-діаграмі водяної пари наносяться також лінії постійного паровмісту (x = const) і лінії постійного питомої обсягу (v = const). Ізохори йдуть декілька крутіше, ніж ізобари. Стан перегрітої пари зазвичай визначається в техніці тиском p і температурою t. Точка, що зображає цей стан, знаходиться на перетині відповідної ізобари і ізотерми. Стан вологої насиченої пари визначається тиском p і паровміст x. Точка, що зображує цей стан, визначається перетином ізобари та лінії x = const.

І. Ізохорний процес водяної пари в hs –діаграмах

При технічних розрахунках процесів пароутворення зустрічаються три випадки: 1. Процес проходить в області насичення; 2. Процес проходить в області перегрітої пари; Найпростіші термодинамічні процеси: при постійному об‘ємі ( ізохорний ), при постійній температурі ( ізотермічний ), при постійному тиску ( ізобарний ), без теплообміну ( адіабатний).

Ізохорний процес ( V = const)

Ізобарний процес

Ізотермічний процес Адіабатний процес

30. Вологе повітря Суміш сухого повітря з водяною парою називають - вологим повітрям.

Сухе повітря в свою чергу також газова суміш (азот, кисень, аргон і т.п. - більше 12 різних газів), але за технічних умов, де найбільше використовують повітря(процеси сушіння, кондиціювання, вентиляції тощо) склад його практично не змінюється і його можна розглядати як ідеальний газ(ІГ). 4

Другий компонент вологого повітря – водяна пара - в залежності від умов може бути як в пароподібному! рідкому так і в твердому стані.

Таким чином - вологе повітря це суміш ідеального і реального (водяна пара) газів. Розрізняють три характерні стани вологого повітря:

1. Насичене повітря - суміш сухого повітря і сухої насиченої пари, парціальний тиск якої досягнув максимального значення при даній температурі. Насичене повітря прн даній температурі та тиску не здатне більше «приймати» водяну пару.

2. Вологе повітря, яке не містить прн даному тиску і температурі максимально можливу кількість парн називають ненаснченнм (суміш сухого повітря і перегрітої парн — тобто обидва компоненти газоподібні, а прн відсутності конденсату суміш поводить себе як ідеальний газ і такий стан зберігається до тих пір, поки парціальний тиск парн менший тиску насичення прн даній температурі).

3. Перенасичене водою повітря -стан, коли у суміші з повітрям знаходиться суха насичена пара і рівноважна волога у вигляді водяноїпарн або льодяного туману.

В залежності від кількості водяної пари і її стану вологе повітря поводить себе як ідеальний або реальний газ.

Характеристики вологого повітря :

Абсолютна вологість — кількість водяної парн в кг. що міститься в 1 м3 вологого повітря (тобто - густина р [кг/ж3] – малоінформативний показник).

Відносна вологість — відношення абсолютної вологості в даному стані до максимально можливої прн ці й же температурі: <Р = Р,.ІР,= Р.ІР, (0<<р<100%)

В процесах нагрівання відносна вологість зменшується, при

охолодженні - зростає.

Точка роси - температура, до якої необхідно охолодити за ізобарних умов ненаспчене повітря, щоб перевести його в насичений стан

Вологовміст — кількість водяної пари в г, що прнходиться на І кг сухого повітря: сі = т п /та [г„ /кга ].

В процесах нагрівання та охолодження вологовміст не змінюється!!!

Прилади вимірювання вологовмісту: Гігрометр, Психрометр

Визначають відносну вологість повітря приладом, основною частиною якого є знежирена людська волосина.Його називають волосяний гігрометр. Виявляється, людське волосся реагує на коливання відносної вологості повітря, змінюючи свою довжину. При збільшенні вологості воно витягується, при зменшенні – коротшає. Ці зміни передаються на стрілку приладу й вона відхиляється.

Параметри вологого повітря:

Стан вологого повітря однозначно характеризують трьома параметрами:

температурою, загальним (атмосферним) тиском та вологовмістом.