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.