2.2.1. Энтальпия сухого насыщенного пара

В соответствии с общим определением энтальпии для удельной энтальпии сухого насыщенного пара можно записать:

i″ = U″ + PV″

Как известно из общей термодинамики, в изобарных процессах изменение энтальпии равно количеству теплоты процесса:

I₂ – I₁ = Q_p .

Для изобарно-изотермического процесса парообразования (C¢C²):

i″ – i′ = r ,

откуда

i″ = i′ + r

.

2.2.3. Энтропия сухого насыщенного пара

Изменение удельной энтропии в процессе парообразования (C′C″) равно:

ΔS = S″ – S′ Þ S″ = S′ + ΔS,

и S″ = S′ + ,

S″ = 4,19ln +

[кДж/ (К ∙ кг)]

2.3 Влажный насыщенный пар

Состояние кипящей жидкости и сухого насыщенного пара характеризуется всего одним параметром (Р_нас или t_нас), т.к. Р_нас и t_нас связаны между собой уравнением Клапейрона–Клаузиуса

,

которому соответствует линия АК на Р-Т диаграмме (рис. 3).

Для того чтобы определить состояние влажного насыщенного пара, нужно знать 2 параметра, а именно: Р_нас (или t_нас) и степень сухости (х).

Напомним, что степень сухости (х) – это массовая доля сухого насыщенного пара во влажном насыщенном паре, т.е. количество килограммов сухого насыщенного пара в 1кг влажного насыщенного пара.

степень влажности (у) – это массовая доля кипящей жидкости во влажном насыщенном паре, т.е. количество килограммов кипящей жидкости в 1кг влажного насыщенного пара:

2.3.1 Удельный объем влажного насыщенного пара

Удельный объем влажного насыщенного пара (V_x) зависит от степени сухости:

V_x = (1 – x) ·V′ + xV″

.

Если x>0.8 , то для практических расчетов принимают

Vx ≈ xV″.

Так как количество теплоты, которое требуется для перевода 1 кг кипящей жидкости (x=0) в сухой насыщенный пар (х=1) равно r, то количество теплоты, необходимое для перевода 1 кг кипящей жидкости во влажный насыщенный пар со степенью сухости Х определится по формуле:

q_x = rx

.

2.3.2 Удельная внутренняя энергия влажного насыщенного пара

Первое начало термодинамики, записанное для процесса парообразования ( ), имеет вид

rx = (U_x – U′) + P(V_x –V′),

о

U_х = rx +U′ – P (V_x – V′)

ткуда удельная внутренняя энергия влажного насыщенного пара определится по следующей формуле

.

удельная внутренняя энергия может быть также определена по формуле, аналогичной формуле для V_x:

U_x = (1 – x) ·U′ + xU″

,

Т

q_x = i_x – i′

еплота, подведенная на участке :

2.3.3 Удельная энтальпия влажного насыщенного пара

Исходя из общей формулы для теплоты в изобарном процессе:

Q_p = I₂ – I₁ ,

теплота, затрачиваемая на превращение 1 кг кипящей жидкости во влажный насыщенный пар со степенью сухости Х, определяется по зависимости:

,

Из последней формулы выразим удельную энтальпию влажного насыщенного пара:

i_x = rx + i′

,

По аналогии с формулами для V_x и U_x можно такое записать:

i_x=(1-x)i׳+xi״