4.3 Пари, основні визначення

Пара, що перебуває в динамічній рівновазі з рідиною, називається насиченою. ЇЇ стан характеризується тиском насичення Р_н, і температурою насичення t_н, причому t_н=f(Р_н). Пара, що не містить крапель рідини і температура якої дорівнює температурі насичення, називається сухою насиченою (с.н.п.). Суміш с.н.п. із крапельками рідини називається вологою насиченою парою (в.н.п.) і характеризується степенем сухості х

;

Для рідини, нагрітої до t_н x=0, а для с.н.п. x=1.

Величина (1-x) називається степенем вологості.

Пара, температура якої вище температури насичення при даному тиску, називається перегрітою.

4.4 Процес паротворення в p-υ і t-s координатах

Якщо при t=0°C і тиску Р підводити до 1 кг води теплоту, на рисунку - точка а, то одержують наступні процеси: ab – підігрів до температури кипіння (t_н), bс – процес пароутворення; cd – перегрів пари. У точці b вода закипить, а у точці с вся перейде в пару та стане сухою насиченою. При збільшенні тиску до Р' одержують аналогічні процеси: a'b', b'c' і c'd'. Область діаграми від осі Р до лінії А'А – твердий стан речовини, між лініями А'А і АК – рідинний, між АК і КМ – стан в.н.п., праворуч від лінії АМ – перегріта пара. Лінії: А'А – крива плавлення; АК – ліва або нижня погранична крива, кожна точка лінії відповідає рідині, нагрітої до температури кипіння (t_н), для неї х=0; КМ – права (верхня) погранична крива, кожна точка лінії відповідає с.н.п., х=1. Точка К – критична точка.

В T-S координатах площі під лініями: ab – теплота на нагрівання рідини до t_н – q_р; bc – теплота пароутворення r, кДж/кг; cd – теплота на нагрівання пари – q_п.

4.5 Параметри рідини і пари

1. Параметри рідини, нагрітої до температури насичення t_н позначаються “'”.

;

i₀=0 при t=0°C.

;

.

2. Параметри в.н.п. позначаються індексом “ x ”.

v_х = xv '' + (1 - x)v ';

;

;

;

3. Параметри с.н.п. позначаються “ '' ”:

i''= i' + r

u'' = i''- р_н v''

4. Параметри перегрітої пари:

q_п.п = i - i'' = c_{рт п}(t - t_н)

∆

s = s - s'' = c_{рт п}  ln(T/T_н)

і, s – відповідно ентальпія, ентропія перегрітої пари.

Рівняння стану пари Вукаловича - Новикова:

с^/, m - коефіцієнти степені асоціації.

5. Вологе повітря

Вологе повітря - суміш сухого повітря з водяною парою. Суміш сухого повітря з перегрітою парою - ненасичене вологе повітря. Суміш сухого повітря із сухою насиченою парою - насичене вологе повітря. Вологе повітря підпорядковується закону Дальтона:

де - парціальні тиски сухого повітря й водяної пари.

Розрахунок процесів вологого повітря ведеться на 1 кг сухого повітря, змінною величиною є кількість водяної пари. Перехід з ненасиченого стану в насичене йде двома шляхами:

1. При t=const насичується повітря водяною парою, на початку процесу , наприкінці процесу , де Р_н – парційний тиск пари в стані насичення.

2. При Р=const повітря охолоджується, на початку процесу , наприкінці процесу , кількість водяної пари не змінюється. Температура, при якій повітря з ненасиченого стану переходить у насичений при охолодженні, називається температурою точки роси t_т.р. Параметри вологого повітря:

1. Кількість водяної пари в 1 м³ повітря називається абсолютною вологістю, яка чисельно дорівнює густині пари

,

2. Відношення абсолютної вологості до максимально можливої абсолютної вологості (стан насичення), називається відносною вологістю

%

3. Відношення маси водяної пари до маси сухого повітря називається вологовмістом -

,

максимальний вологовміст , .

Відношення вологовмісту до максимального вологовмісту називається степенем насичення .

4. Густина вологого повітря

, або

де Р_б – барометричний тиск повітря; Т_в.п. – температура вологого повітря, К; ρ_с.п. – густина сухого повітря (с.п.).

;

5. Теплоємність вологого повітря

,

6. Ентальпія вологого повітря

І ;

І ,

Процеси вологого повітря в I-d діаграмі:

1. нагрівання, охолодження - лінія d=const;

2. адіабатне зволоження (осушення) – лінія І=const;

3. ізотермічне зволоження (осушення)- лінія t=const;

4. змішування - зображається в діаграмі прямою лінією, що з’єднує точки, які характеризують параметри потоків. Точка, що характеризує параметри суміші, знаходить на цій лінії по правилу важеля.