4. Основные параметры сухого насыщенного пара

Сухой насыщенный пар характеризуется давлением Р и температурой t_S. Процесс перехода жидкости в сухой насыщенный пар при постоянном давлении и температуре изображается на рис.7.2 отрезком bc. Количество теплоты, затраченное в этом процессе на превращение 1 кг воды при температуре кипения в сухой насыщенный пар, называется теплотой парообразования и обозначается буквой r.

Уравнение первого закона термодинамики для процесса bc имеет вид:

, или , (7.16)

где u - внутренняя энергия сухого насыщенного пара; l - работа расширения при постоянном давлении в процессе парообразования; i - энтальпия сухого насыщенного пара.

Разность внутренних энергий u = u - u, расходуемая на работу против внутренних сил, называется внутренней теплотой парообразования и обозначается буквой :

 = u - u

Количество теплоты, затраченное на работу l против внешних сил, равно:

l = p(v - v’) = 

и называется внешней теплотой парообразования. Таким образом

r =  +  (7.17)

Энтальпия сухого насыщенного пара определяется по уравнению:

i = i + r (7.18)

Внутренняя энергия сухого насыщенного пара может быть определена по формулам:

u = u +, u = i - pv (7.19)

Приращение энтропии в процессе парообразования bc определяется по формуле:

 (7.20)

отсюда энтропия сухого насыщенного пара:

(7.21)

4. Основные параметры перегретого пара

Перегретый пар характеризуется при заданном давлении более высокой температурой, чем насыщенный пар. Состояние перегретого пара так же, как и газа, определяется двумя параметрами: Р, Т; v, T или Р, v. По мере перегрева сухого насыщенного пара его температура, удельный объем, энтропия и энтальпия увеличиваются, а плотность уменьшается. Количество теплоты, необходимое для перегрева 1 кг сухого насыщенного пара при постоянном давлении Р до температуры Т, определяется по формуле:

или , (7.22)

где – истинная теплоемкость перегретого пара при постоянном давлении;- средняя теплоемкость перегретого пара при постоянном давлении в интервале температур отTs до T.

Величина q_n называется теплотой перегрева. Ее можно определить также из уравнения первого закона термодинамики:

или , (7.23)

где - работа расширения в изобарном процессе перегрева пара; - изменение внутренней энергии в процессе перегрева;i - энтальпия сухого насыщенного пара; i – энтальпия перегретого пара, в соответствии с уравнениями (7.22), (7.23) равна:

, или (7.24)

Энтальпия перегретого пара i называется теплотой перегретого пара.

Внутренняя энергия перегретого пара u определяется из общей формулы для энтальпии:

u = i – pv, (7.25)

где v – удельный объем перегретого пара.

Изменение энтропии в процессе перегрева сухого насыщенного пара (процесс cd на рис 7.2) при P=const:

, (7.26)

отсюда энтропия перегретого пара:

,

или

. (7.27)