1 Кг воздуха, занимающий объем v1 при давлении р1 расширяется в n раз. Определить конечное давление р2 и работу l, совершенную воздухом в адиабатном процессе.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
υ1, м3/кг	0,08	0,18	0,8	0,34	0,5	0,37	0,48	0,85	0,09	0,01
Р1, МПа	1,0	0,8	0,7	0,09	0,1	0,095	0,15	0,5	1,1	0,1
n	10	8	3	8	14	5	4	2	20	5

Контрольные вопросы

1. Назовите основные термодинамические процессы.

2. При каких условиях происходят основные термодинамические процессы?

3. В каком соотношении находятся параметры состояния в основных термодинамических процессах?

4. Как изображаются графически в координатах Р- υ основные термодинамические процессы?

5. Почему в изохорном и изобарном процессах с подводом теплоты температура повышается, а с отводом – понижается?

6. В каком термодинамическом процессе внешняя и внутренняя работы равны?

7. Какой термодинамический процесс называют политропным?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4

ТЕМА: РАСЧЕТ ПРОЦЕСОВ ПАРООБРАЗОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Так же, как для газов, существуют основные процессы изменения состояния водяного пара – изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный, диаграммы которых изображаются в координатах Р – υ,Т- s, h- s.

В процессе парообразования пар пребывает в различных состояниях в зависимости от давления и температуры:

1. влажный насыщенный пар, то есть, часть влаги и часть пара, содержание которого определяется степенью сухости Х, при температуре насыщения ( кипения) t_S

2. сухой насыщенный пар, то есть 100% пара при t_S

3. перегретый пар, то есть пар при температуре выше температуры насыщения (кипения) t_S

Состояние влажного насыщенного пара определяется его давлением, температурой и степенью сухости Х. Значение Х = 0 соответствует воде в состоянии кипения, а Х =1- сухому насыщенному пару.

Удельный объем влажного пара зависит от давления и степени сухости и определяется из уравнения:

υх = υх¹¹ + ( 1- х)υ¹, откуда х = υх – υ¹/υ¹¹ – υ¹

Состояние сухого пара определяется его давлением и температурой.

Параметры состояния пара можно определить, пользуясь таблицами Х11, Х1V и ХV (2), стр. 324 – 336. Кроме того, для определения параметров состояния водяного пара пользуются диаграммой в координатах h – s, имеющей большую ценность при решении практических задач.

2. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Научить:

1. При помощи диаграммы h – s определять параметры пара, их изменение при изменении состояния пара

2. Определять для процессов парообразования количество затраченной теплоты, изменение внутренней энергии, совершенную работу

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

Работа состоит из трех задач, заданных по 10 вариантам

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

- начальные и конечные параметры состояния пара

- степень сухости пара

Определить неизвестные параметры состояния пара ( в зависимости от условия задачи), количество подведенной или отведенной в процессе теплоты, изменение внутренней энергии, совершенную работу.

3.2 ХОД РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача 1. Процесс перехода насыщенного пара в перегретый, осуществляется при постоянном давлении. Начальная точка процесса 1 образуется пересечением изобары со значением Р на диаграмме в координатах h – s и линии постоянной степени сухости Х. Проектируя полученную точку на ось ординат, находим значение энтальпии h₁ в кДж/кг. Затем, перемещаясь по изобаре со значением Р до пересечения с изотермой значения t₂, находим конечную точку процесса 2.

Проектируя эту точку на ось ординат, находим энтальпию конечной точки процесса h₂.

Аналогично находим удельные объемы начального и конечного состояний, т. е. проводим изохоры через найденные точки процесса ( более пологие линии). Их значения нанесены на диаграмму h – s в ее верхней части.

Количество подведенного тепла q, определяем:

q = h₂ – h₁, кДж/кг,

Изменение внутренней энергии ∆U, определяем:

∆U = U₂ – U₁ = ( h₂ – Рυ₂) – ( h₁ – Рυ₁), кДж/кг

Задача 2. По заданным параметрам находим точку1, т.е. ищем точку пересечения изобары Р₁ и степени сухости Х. Проектируя ее на ось ординат, находим значение энтальпии h₁. По изохоре, проходящей через начальную точку, находим υ₁, поднимаясь по ней до ее значения. Чтобы найти конечную точку 2, надо переместиться по изохоре со значением υ₁, до заданной конечной температуры t₂. Значения температур нанесены на правой стороне диаграммы. Проектируя полученную точку на ось ординат, получим ось h₂. Значение Р₂ находим по пересекающей точку 2 изобаре.

Количество подведенного тепла для изохорного процесса:

q = ∆U = ( h₂ – Р₂υ2) – ( h₁ – Р₁υ₁), кДж/кг

Работа в процессе L = 0

Задача 3. По начальным параметрам находим точку 1, полученную в результате пересечения изобары со значением Р₁ и изотермы со значением t₁.

Проектируя ее на ось ординат, находим значение h₁. Изохора, проходящая через найденную точку, соответствует объему υ₁. Так как изменение энтропии в h – s координатах адиабата изображается вертикалй прямой. Поэтому из точки 1 проводим вертикальную линию до пересечения с изобарой Р₂. далее находим в этой точке значения энтальпии h₂, степени сухости Х₂, объем пара υ₂, конечную температуру t₂.