4.Основные термодинамические процессы (вывод уравнений, графики, основные зависимости).

1 процесс- Изохорный υ=const

p₂/p₁=T₂/T₁

Работа расширения l=pdυ т.к. dl_расш =pdυ, dυ=0→расширение=0

dQ=dU+dl

d_q=dU=C_υdT

∆S=Cυ*l_h*(T₂/T₁)

Изобарный(p=cost)

V₁/V₂=T₂/T₁;

l_расш=pdυ

υdp=0, т.к. dp=0

dq=di=du+pdυ

di=C_p*dT

G*dq=Gdi

GC_p*∆T=G∆i- основное ур-е теплового баланса

Изотермический процесс pυ=const, T=const

p₁υ₁= p₂υ₂

q=T(S2-S1)

lрасш=RT*ln (υ2/υ1)

Адиабатный процесс при котором теплообмен с окружающей средой отсутствует;

dq=0

S=const

p₁^k=p₂υ₂^k

Работа расщирения lрасш=U2-U1=(i1-p1V1)-(i2-P2V2)

lрасш=(p1V1/k-1)*[1-(p2/p1)^(k-1)/k]

5. Термодинамические свойства воды водяного пара.Диаграммы воды и водяного пара p-V, t-s, I-s. Виды водяного пара. Основные уравнения.

1-недогретая жидкость до состояния кипения(Определяют энтальпию и др.параметры воды по табл.воды и вод.пара);2-кипящая жидкость;3-влажный пар;4-сухой пар;5-перегретый пар.

Зная температуру пара или жидкости в состоянии насыщения определяют:давление,удельный объем сух.пара,энтальпия воды и сухого пара.

Степень сухости=отношение массы пара к массе пароводяной смеси.

Аналогично с энтальпией определяется внутренняя энергия и энтропия.

Влажный пар — это смесь сухого насыщенного пара и мелких капелек воды. Раньше, когда строились только ТЭС, работающие на органическом топливе, для паровых турбин использовался только перегретый пар, который, расширяясь в ней, достигает состояния насыщения и затем становится влажным. В результате только несколько последних ступеней турбины работают влажным паром. 

Термодинамические свойства влажного пара определяются законами смешения, в соответствии с которыми его удельный объем и энтальпия определяются соотношениями Vx=(1—х)v'+xv"; hx=(1-x)h' + xh"

Sx=(1-x)s’+xs’’ ; Показатель содержания сухого насыщенного пара в смеси x=Sx-S’/S’’-S’ (S’’-пар;S’-вода)

Энтальпия-теплосодержание;Энтропия-понятие,впервые введенное в термодинамике для определения меры необратимого рассеяния энергии.

Водяной пар может быть трех видов: влажным насыщенным, сухим насыщенным и перегретым.

Если скорости испарения и конденсации сравняются, наступит динамическое равновесие между водой и паром, которое приведет к устойчивости давления. В этот момент пар, находящийся над поверхностью жидкости, имеет максимальную плотность при данной температуре и называется насыщенным паром. Состояние насыщенного пара является неустойчивым и зависит от давления и температуры.

Насыщенный пар может быть сухим и влажным. Сухой насыщенный пар -не содержит мельчайших частичек воды (температура= температуре кипения жидкости). Влажный насьщенный пар – механическая смесь сухого насыщенного пара и мельчайших частичек кипящей жидкости. Перегретый пар получается дополнительным нагревом насыщенного пара.

При давлении pКр = 22,115 МПа удельные объемы воды и сухого насыщенного пара совпадают: v'=v"=vKp=0,003147 м3/кг, температура насыщения tн=tкр=374,12 °С, а теплота парообразования r=0. Состояние, характеризуемое отмеченными параметрами, называется критическим, а они сами — критическими. В критическом состоянии плотности воды и пара совпадают и они по существу неразличимы.