Лекция 9

ЛЕКЦИЯ 9

1. Реалды газ теңдеудің жағдайы. Су буы. Су буының процесстері.

2. Құрғақ қаныққан, ылғалды қаныққан, аса қыздырған бу.

3. Будың энтропиясы.

1 Реалды газ –бұл көп тығыздығы және температурасы бар болатын газ. Реалды газ теңдеудің жағдайы Ван-дер Ваальс теңдеуі сипаттайды

, (1)

мұндағы - ішкі қысымын сипаттайды; а және в- газдың константалар.

Ван –дер Ваальстың теңдеуі реалды газдың күйін сипаттайды –газдарда молекулардың арасында әсер етуі және молекулардың өзінің көлемі.

2 Су буы

Бу –бұл реалды газ, сұйық күйіне жақын (қаныққан).

Су буы теплоэнергетикалық және өндірістік қондырғыларды жұмыстың зат күйінде пайдаланады. Ол берліген тұрақты қысымда қазандық агрегаттарда пайда болады.

Су буының P-V диаграммасы

1-ші қисығы –су 0⁰С градуста

2-ші қисығы –су қайнау температурасында (немесе қаныққан температурасында).

3-ші қисығы құрғақ қаныққан буы

I-ші, II-ші, III-ші қисықтары диаграмманы үшке бөлінеді.

1) 1 және 2 арасы –сұйық

2) 2 және 3 арасы –қайнаған сұйық және бу коспасы (ылғалды қаннықан бу)

3) 3 сызыктан онга карай облысы –қыздырылған бу.

Критикалық нүкте К критикалық жағадайын сипаттайды, мунда будың және сұйықтың арасындагы қасиеттері жойылады. Критикалық температура сұйықтық және қаныққан будың ең жоғарғы температурасы болады. Температураның жоғарғы критикалық мүмкіндіктерінен тек қайнаған бу ғана болады.

Су буының критикалық параметрлері

t_кр = 374,15⁰С; р_кр=22,129 мПа, V =0.00326 м³/кг.

2. Құрғақ қаныққан бу

Құрғақ қаныққан бу жағдайын оның қысымы және температурасы анықтайды.Қаныққан су буының парамтрлерін кестелер аркылы аныктайды (кесте XIII, XIV).

Құрғақ қаныққан буының энтальпиясыны мына формуламен анықталады.

(2)

Құрғақ қаныққан буын алу үшін ішкі энергияның ауысыуының 1 кг сұйықтың 0⁰С формуласы

(3)

Ылғалды қаныққан буы

Қысым және температурамен және құрғақ дәрежесімен ылғалды қаныққан бу жағдайын анықтайды. Қайнаған су жағдай х=0 болады, ал құрғақ қаныққан бу х=1.

Ылғалды бу температура –бұл функция тек қысыммен анықтайды да, ал құрғақ бу қаныққан су буымен кестелер бойынша температурамен анықтайды.

Ылғалды буынның меншікті көлемі жоғарғы және төмен қысымдарға мына теңдеумен анықтайды.

(4)

Қысым 3 МПа дейін және ылғалды қаныққан буының меншікті көлем x0,8 мына формуламен анықтайды:

(5)

Дәрежесінің құрғақтығы мына формуламен анықталады:

(6)

Ылғалды буының тығыздығы

(7)

немесе (8)

ылғалды қаныққан буының энтальпиясы

(9)

, (10)

мұндағы i_x- ылғалды қаныққан буының энтальпиясы

u_х - ылғалды қаныққан буының ішкі энергиясы.

Аса қыздырған бу

Аса қыздырған бу – оның температура қаныққан құрғақ бумен қысымымен салыстырғанда өте көп болады. Яғни, аса қыздырған бу бір қысымында әр түрлі температуралар болады.

Аса қыздырған будың сипаттамаларын білу үшін оның екі параметрлері болу керек. Қысым және температура.

Температуралардың айырымы қыздырған және қаныққан будың және қысымын t-t_k будың аса қыздыруы д.а.

Сүйықтың жылуы – бұл жылудың мөлшері, 0⁰С- температураның қайнауға дейін, қысым тұрақты сұйық қыздыруға жұмсалған. Сұйық күйінде және сұйық сол қысымында сұйықтың айырымының энтальпиясын анықтауға болады.

(11)

Егерде төменгі қысымдарда ноль деп алуға болады

(12)

, (13)

1. мәні және и мәндері қаныққан бу кестелерде келтіріледі.

Жылу булануы – бұл жылудың мөлшері, қысым тұрақты 1 кг қайнаған сұйық қаныққан құрғақ буға айналдыру. Бұл мөлшер ішкі энергияға ауысуға шығындайды.

d-шамасы –ішкі жылуының булануы

-шамасы сыртқы жылуының булануы

(14)

(15)

r-мәні қаныққан бу кестелерде келтірілген.

Қызудың жылуы – бұл жылының мөлшері 1 кг құрғақ қаныққан будан қызыдырылған тұрақты қысымға ауысуы.

Қыздырылған бу энтальпияның мәні су және аса қызыдырылған су буда кестелерде келтірілген.

3.Будың энтропиясы

Су будың энтропиясы келтірілген нөлден санайды, яғни қаныққан қысым температурасы 0,0006108 МПа судың энтропиясы 0,0⁰С деп алады. Сұйықтық энтропия мына формуламен анықталады:

, (16)

мұнда 4,19 судың жылу сыйымдылығы кДж (кг.к)

Т_н –қаныққан температурасы К.

Егер сұйық қайнаған темпреатураға қыздырмаса, келтірілген температураға дейін онда Тн келтірілген температураны мына формуламен анықтайды. Құрғақ қаныққан будың энтропиясы:

, (17)

мұнда r -буланып жылынуы.

Ылғалды қаныққан будың энтропиясы

(18)

, (19)

мұнда х- құрғақ будың дәрежесі.

S^/ және S^// энтропиясы қаныққан бу кестелерде келтірілген, ал айырымы S^//- S^/ сол кестелерден деп алуға болады.