1.2.3. Элементы термодинамики пара.

Процесс парообразования – это переход жидкого состояния в парообразное при P=const.

Этот процесс состоит их трёх стадий:

1. Подогрев жидкости до температуры кипения.

2. Процесс кипения.

3. Перегрев пара.

В процессе кипения образуется влажный насыщенный пар, то есть пар, состоящий из смеси пара и капелек жидкости.

Процесс кипения протекает при T = const.

В конце процесса кипения, когда последняя капля жидкости превращается в пар, образуется сухой насыщенный пар – пар, не содержащий капелек воды.

Для характеристики сухого и влажного пара вводят специальную величину х – степень сухости пара – масса сухого пара, заключённая в 1 кг влажного пара.

х = m_сух.п./m_вл.п.

(1-х) – степень влажности – это отношение массы жидкости, содержащейся в 1 кг влажного пара.

(1-х) = m_воды/m_вл.п.

Для жидкости х = 0

Для сухого пара х = 1.

Пример для водяного пара х = 0,9, то есть в 1 кг влажного пара содержится 0,9 кг сухого и 0,1 кг воды.

Температуры влажного и сухого пара равны Т кипения.

Если и дальше к сухому пару подводить тепло, то образуется перегретый пар, то есть пар, который имеет более высокую температуру, чем сухой насыщенный пар того же давления.

Все три пара находят широкое применение а различных технологических процессах.

Примеры решения задач по теме: «Основы термодинамики». Пример 1

Воздух с исходной t = 20C и давлением 0,1 МПа сжимается компрессором до 2,5 МПа. Определить расход энергии на сжатие (компрессирование) и теплоотвод от компрессора при изотермическом процессе для 1кг.

W - ? Q - ?	Cu	При изотермическом процессе W = Q W =п· R·T·ln(P1/P2) Т.е найдя энергию (работу) найдём и теплоотвод (теплоту). W = 34,488,314·ּ293ln =-271,36ּ103Дж=-271,36кДж Q= -271,36·ּ103Дж=-271,36кДж
t = 20C P1 = 0,1 МПа P2 = 2,5 МПа R = 8,314 Дж/(мольК) М(возд.) = 29ּ10-3	293 K 0,1106 Па 2,5106 Па

Пример 2

Вычислить расход тепла, необходимый для охлаждения 10 кг кислорода от 200 до 0C, если теплоёмкость его при Р=const в пределах от 0 до 1000С выражается линейным уравнением С_р,m = 0,6525 + 2,544810^-4T кДж/(мольК)

Q - ?	Cu
m = 10 кг t1= 200C t2 = 0C М(О2)= 32ּ10-3	473K 273K	Расход тепла рассчитываем по формуле:Q = CрT

Решение:

1. Рассчитываем среднюю молярную теплоёмкость в интервале температур 473 – 273К. Она дана в виде зависимости теплоёмкости от температуры в общем виде С = а + bT

C = 0,6525 + 2,544810^-4T

Решение данной зависимости:

С = а + (b(T₁+T₂))/2

C_р,т = 0,6525 + (2,544810^-4(473+273))/2 = 0,7476 (кДж/(кгК))

2) Находим теплоёмкость системы

С_р = nC_p,m

С_p = 312  0,7476 = 234 (Дж/К)

3) Находим расход тепла: