Методика решения задачи

По таблице воды и водяного пара в состоянии насыщения [4] по давлению определяем удельный объем сухого пара . А плотность, т.е. вес одного метра кубического вещества определяется как величина обратная удельному объему

.

Условие задачи

2. Найти объем 0,6 кг влажного пара при давлении р = 4 ата и степени сухости х = 0,7.

Ответ: V = 0,198 .

Методика решения задачи

Удельный объем влажного пара можно определить по выражению

, /кг.

Величины иможно определить по таблице воды и водяного пара в состоянии насыщения [2,3]. Умножив удельный объем на вес вещества, получим полный объем пара.

По аналогичной методике решить следующие задачи:

Задача 1. Сколько весит 10 влажного пара при давлении 7 ата и влажности 12 %.

Ответ: G = 40,82 кг.

Задача 2. Найти степень влажности пара при 6 ата, если его удельный объем равен 0,295 /кг.

Ответ: 1–х = 8,1 %.

Задача 3. Найти удельный объем пара при 10 ата, если он: а) сухой; б) влажный при х = 75 %.

Ответ: = 0,198/кг;= 0,149/кг.

Задача 4. Найти объем влажного пара весом 10 кг при давлении р = 8,7 ата и степени сухости х = 0,9.

Ответ: V = 2,04 .

Задача 5. Подсчитать вес 400 пара давлением 12 ата при температуреt = 300 ^о С.

Ответ: G = 1,91 т.

Рекомендуемая литература

1. А.Д.Трухний, А.А. Макаров, В.В. Клименко. Основы современной энергетики. Часть 1. – М.: МЭИ, 2002.– 367 с.

2. А.А. Александров, Б.А. Григорьев. Таблица теплофизических свойств воды и водяного пара. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006. – 168 с.

3. С.Л. Ривкин, А.А. Александров. Теплофизические свойства воды и водяного пара. – М.: Энергия, 1980. – 423 с.

Занятие №4

ЭНТАЛЬПИЯ, ЭНТРОПИЯ ЖИДКОСТИ И ПАРА,

ТЕПЛОТА ПАРООБРАЗОВАНИЯ

Цель работы

Целью работы является теоретическое ознакомление с некоторыми параметрами состояния водяных паров и определение их численного значения.

Предварительное задание

Перед выполнением практической работы необходимо каждому студенту ознакомиться с описанием и изучить литературу [1, 2, курс лекций, раздел V].

Рабочее задание

В ходе выполнения практикума каждому студенту необходимо:

1) изучить параметры состояния воды и пара

2) записать исходные данные к задаче:

- давление

- температуру

- объем

- степень сухости

3) произвести расчет по приведенной методике.

Энтальпия и энтропия жидкости и пара

Посмотрим, как вычисляют энтальпию для воды и пара (рис. 4).

Рис. 4. К объяснению вычисления энтальпии воды и пара

При нагревании воды от 0^о С до температуры насыщения вода приобретает энтальпию, называемой энтальпией кипящей жидкости. После чего начинается парообразование и получается влажный насыщенный пар, энтальпию которого можно определить по формуле

кДж/кг.

При этом температура насыщения в сосуде остается постоянной, соответствующей давлению в сосуде. Парообразование происходит за счет величины r, называемой скрытой теплотой парообразования. Когда вся вода испарится, получается сухой насыщенный пар, степень сухости которого равна х = 1. Энтальпия сухого насыщенного пара определится как:

кДж/кг.

Нагревая далее сухой насыщенный пар и, повышая его температуру, получаем перегретый пар, энтальпию которого можно определить по формуле

кДж/кг,

где t – температура перегретого пара.

Процесс получения пара из кипящей воды происходит при постоянной температуре; поэтому изменение энтропии в этом процессе может быть найдено по уравнению

s₂ – s₁ = .

В данном случае (энтропия сухого пара),(энтропия жидкости);q = r ( теплота парообразования) и Т = .

Таким образом

,

откуда

.

Понятно, что энтропия влажного пара , для которогоq = хr, будет равна:

,

В процессе перегрева при постоянном давлении температура пара повышается, поэтому изменение энтропии в процессе перегрева нужно подсчитать по уравнению

= 2,3 lg ,

где:

–средняя изобарная теплоемкость перегретого пара,

Т – абсолютная температура перегретого пара.

Из этого уравнения получаем

= + 2,3 lg