- •Скорочений конспект лекцій з дисципліни «теоретичні основи теплотехніки»
- •1 Термодинамічна система. Термодинамічний стан і параметри стану.
- •2 Рівняння стану. Діаграма рівноважного стану в координатах.
- •3 Види енергії та їх особливості.
- •4 Калоричні параметри стану.
- •5 Форми обміну енергії.
- •6 Перший закон термодинаміки.
- •7 Другий закон термодинаміки.
- •9 Політропні процеси. Показник політропи. Рівняння політропи. Зображення процесу в p,V- і t, s- координатах.
- •10 Основні рівняння стаціонарного потокового процесу.
- •11 Дроселювання.
- •8 Основне рівняння термодинаміки.
- •12 Течія газу в соплах і дифузорах.
- •13 Робочі процеси в машинах.
- •14 Процеси змішування.
- •15 Фазові діаграми станів.
- •16 Процес пароутворення.
- •18 Парогазові суміші (вологе повітря).
- •19 Застосування законів термодинаміки до перетворення енергії в технічних системах.
- •20 Класифікація енергетичних установок.
- •21 Аналіз теплоенергетичної установки.
- •22 Метод к. К. Д. Для аналізу реальних циклів.
- •23 Круговий процес водяної пари.
- •24 Принцип термотрансформації.
- •25 Парокомпресорна холодильна установка.
- •26 Вихідні положення теорії тепломасообміну
- •27 Температурне поле та закон Фур'є.
- •28 Опис теплопровідності.
- •29 Теплопровідність через пласку стінку при граничних умовах першого роду.
- •30 Теплопровідність через циліндричну стінку при граничних умовах роду.
- •31 Теплопровідність через стінку з граничними умовами третього роду (теплопередача).
- •32 Особливості теплової ізоляції тонких труб.
- •33 Інтенсифікація теплопередачі.
- •34 Основні поняття конвективного теплообміну.
- •35 Диференціальне рівняння тепловіддачі.
- •36 Метод розрахунку тепловіддачі. Критерії подоби.
- •37 Тепловіддача при вимушеній течії в каналах.
- •38 Тепловіддача при поперечному обтіканні труб.
- •39 Тепловіддача при вільній конвекції.
- •40 Особливості тепловіддачі при кипінні.
- •41 Тепловіддача при конденсації.
- •42 Основні закономірності тепломасообміну.
- •43 Теплове випромінювання.
- •44 Розрахунки променистого теплообміну. Закон Стефана-Больцмана.
- •45 Розрахункові залежності для результуючого теплового потоку між твердими тілами.
- •46 Складний (комбінований) теплообмін.
- •47 Теплообмінні апарати та їх характеристика за принципом дії.
- •48 Тепловий розрахунок рекуператорів.
- •49 Схеми руху теплоносіїв.
- •50 Шляхи підвищення ефективності теплообмінних систем.
15 Фазові діаграми станів.
На p, v-
і T, s –
діаграмах області фазових рівноваг
зображуються площами. Приклад фазової
p, v-
діаграми показаний на рисунку, де
- стани, що відповідають потрійній
крапці.
У потрійній крапці О речовина
одночасно існує в трьох агрегатних
станах при певних параметрах. Так, для
води
Двофазна область вологої насиченої
пари у верхній частині закінчується
критичною крапкою К
(для води
).
Вище критичної крапки перехід з рідкого
стану в газоподібне відбувається
безпосередньо, минаючи стадію двофазного
стану, і чітку границю між рідиною й
парою встановити неможливо.

Рис. - Фазова діаграма з граничними лініями двофазних областей:
лінія КО' – гранична крива рідини; КО'' – гранична крива пари;
область (К - О' - О''- К) - волога насичена пара.
16 Процес пароутворення.
Процес одержання пари з рідини може здійснюватися випаруванням та кипінням. Випарування – це пароутворення, що відбувається тільки з вільної поверхні рідини при будь-якій температурі її існування. Зворотним випаруванню є процес конденсації. Кипіння – бурхливе пароутворення по всьому об'єму перегрітої рідини за рахунок підведення до неї через стінку енергії у формі тепла або за рахунок скидання тиску в об'ємі перегрітої рідини.
Процес пароутворення
починається при досягненні рідиною
температури кипіння, названою температурою
насичення
,
що залежить від тиску в рідині – тиску
насичення
.
Волога насичена пара
утворюється в процесі кипіння і являє
собою суміш рідини й сухої насиченої
пари, що перебувають у термодинамічній
рівновазі один з одним, і, отже, що мають
однаковий тиск
і температуру
.
Відношення маси сухої пари
до маси вологої пари
називається ступенем сухості х
вологої пари, тобто
.
Параметри стану в області вологої пари визначаються за значенням тиску (або температури) і ступеня сухості х (масовий паровміст).
Питомий об'єму, (м3/кг):
Питому ентальпію h вологої пари (кДж/кг):
Питому ентропію S вологої пари (кДж/кг К):
![]()
Використання об'єднаного рівняння термодинаміки для області насичення дозволяє встановити залежність між теплотою пароутворення й термічними параметрами стану на лінії насичення:
![]()
17 h, s- діаграма для водяної пари.
Для практичних розрахунків
процесів з водяною парою широке
застосування одержала
- діаграма, на якій теплота (потоку) і
ентальпія зображуються не площами, а
лінійними відрізками. Нижня гранична
крива
проходить через початок координат, тому
що при
ентальпія та ентропія прийняті рівними
0. Ізобари в області насиченої вологої
пари, будучи одночасно й ізотермами, є
прямими лініями. В області перегрітої
пари ізобари й ізотерми розходяться,
причому ізобари піднімаються до верху
у вигляді логарифмічних кривих, а
ізотерми прагнуть до горизонталей (при
р
0 перегріта пара за властивостями
наближається до ідеального газу). На
діаграму зазвичай наносять ізохори.
Для практичних розрахунків використовують т.зв. робочу частину діаграми, на якій немає області рідких станів. Параметри на граничній лінії рідини визначають за таблицями насичення.
