Термодинамические процессы изменения состояния водяного пара

В технике наибольшее применение получили изобарный и адиабатный процессы водяного пара. Рассмотрим эти процессы.

Изобарный процесс. На -диаграмме изобара в области насыщенного пара представляется прямой линией, пересекающей пограничные кривые жидкости и пара. При подводе теплоты к влажному пару (точка 1) степень сухости его увеличивается и он (при постоянной температуре) переходит в сухой, а при дальнейшем подводе теплоты – в перегретый пар. Изобара в области перегретого пара представляет собой кривую, направленную выпуклостью вниз (рис. 8.6, a).

Рис.8.6

На -диаграмме изобарный процесс изображается отрезком горизонтальной прямой, который в области влажного пара изображает и изотермический процесс одновременно (рис. 8.6, б). На -диаграмме в области влажного пара изобара изображается прямой горизонтальной линией, а в области перегретого пара–кривой, обращенной выпуклостью вниз (рис. 8.6, в). Значения всех необходимых величин для расчета берутся из таблиц насыщенных и перегретых паров.

Изменение внутренней энергии пара

; (8.16)

внешняя работа

; (8.17)

количество подведенной теплоты

. (8.18)

Адиабатный процесс. Адиабатный процесс совершается без подвода и отвода теплоты, и энтропия рабочего тела при обратимом процессе остается постоянной величиной: . Поэтому на и -диаграммах адиабаты сжатия изображаются вертикальными прямыми 9-2 (рис. 8.7, а, б). При адиабатном расширении (в процесса 2-1) давление и температура пара уменьшаются; перегретый пар переходит в сухой, а затем во влажный пар. Из условий постоянства энтропии возможно определение конечных параметров пара, если известны параметры начального и один параметр конечного состояний.

Рис 8.7

На -диаграмме обратимый адиабатный процесс сжатия изображается некоторой кривой 1-2 (рис. 8.7, в).

Работа в адиабатном процессе определяется из уравнения

. (8.19)

Изменение внутренней энергии

. (8.20)

ВЛАЖНЫЙ ВОЗДУХ