|
В адиабатном процессе энергия в форме теплоты к пару не подводится и не отводится от него. Этот процесс происходит при S = const.
При адиабатном процессе расширения энтропия пара не изменяется,
такой процесс еще называют изоэнтропийным.
Рисунок 1.6.12 Рисунок 1.6.13 Рисунок 1.6.14
Если пар расширяется он передает часть своей внутренней энергии окружающей среде в механической форме посредством совершения работы. Согласно первого закона термодинамики работа расширения в адиабатном процессе совершается за счет убыли внутренней энергии:
ls = q- ∆и= (h1 – Р1 v1) – (h2 – Р2 v2), Дж/кг
Отводимая от пара энергия в механической форме путем совершения работыls считается положительной (в соответствии с правилом знаков).
Таким образом, при адиабатическом расширении пара внутренняя энергия пара понижается.
Это означает, что понижается также температура пара, так как она является мерой внутренней энергии. Чем выше температура пара, тем больше его внутренняя энергия. Чем выше температура пара, тем больше скорость молекул. Чем больше скорость молекул пара, тем больше его давление.
Таким образом, при понижении внутренней энергии пара его давление понижается, следовательно, при адиабатном расширении пара его температура и давление понижаются.
Рассмотрим этот процесс на Р, V- диаграмме (рис. 1.6.12).
У нас есть точка 1, которая находится в области перегретого пара, то при адиабатном расширении с уменьшением давления уменьшается степень его перегрева и пар с перегретого превращается сначала в сухой насыщенный точка 1´ , а затем во влажный насыщенный пар (точка 2).
Линия 1-2 представляет собой процесс, который происходит при Ѕ = const .
Если начальная точка 1´´(рис. 1.6.12) находится в области жидкого состояния (левее линии х = 0), то при расширении объем пара увеличивается, а давление понижается, в результате чего жидкость превращается во влажный насыщенный пар (процесс происходит по адиабате 1"-2"). Вода в этом случае частично испаряется.
Таким образом, уменьшая давление жидкости, можно заставить ее кипеть даже при комнатной температуре. В настоящее время это явление реализуется в вакуумных стиральных машинах, в которых стирка осуществляется почти при комнатной температуре воды.
Ведутся также работы по реализации этого явления в других технологических процессах, в которых по тем или иным причинам недопустима высокая температура воды , например в вакуумных деаэраторах.
Внутренняя энергия равна:
∆иs= (h2 - Р2 v2) – (h1 – Р1 v1) Дж/кг
Теплота а адиабатном процессе равна нулю:
qs= 0
Расчет этих процессов можно выполнить либо с помощью таблиц воды и водяного либо с помощью h, s-диаграммы. Первый способ более точен, но второй более прост и нагляден.
|
.png)