|
V = const
I
Рис. 1.6.1 Нагревание пара при постоянном объеме
На рис. 1.6.1 представлен процесс нагревания влажного насыщенного пара в закрытом сосуде т.е. V = const. В результате нагрева жидкость испаряется, степень сухости пара х увеличивается, увеличивается его давление Р. Когда степень сухости х=1 пар станет сухим насыщенным, а далее перегретым.
Рассмотрим этот процесс на Р, V- диаграмме (рис. 1.6.2).
У нас есть точка 1, которая находится в области влажного насыщенного пара и характеризуется параметрами Р1, V , Т1. В этой точке степень сухости равна х1. При подводе теплоты степень сухости будет возрастать до значения х=1, т.е пар перейдет в сухой насыщенный пар. При дальнейшем подводе теплоты пар будет перегреваться и перейдет в состояние 2 с параметрами Р2, V , Т2. Прекращение подвода теплоты зафиксирует конечное состояние пара (точка 2 ). Прямая 1-2 представляет собой изобару процесса, иными словами процесс происходит при V = const .
В этом процессе пар не расширяется (так как заключен в ограниченный объем), поэтому он не обменивается энергией в механической форме (путем совершения работы), т.е. работа в этом процессе не совершается.
lV = 0
Это наглядно видно по рабочей диаграмме Р, V. (рис. 1.6.2).
Рис. 1.6.2 Р, V- диаграмма Рис. 1.6.3 Т, s- диаграмма Рис. 1.6.4 h, s- диаграмма
Рассмотрим этот процесс на Т, s- диаграмме (рис. 1.6.3).
У нас есть точка 1, с параметрами Р1, V , Т1, s1 , которая находится в области влажного насыщенного пара. При подводе теплоты процесс происходит при V = const до точки 2. Процесс изохорный наглядно видно на Т, s- диаграмме. Удельное количество тепла, которыми пар обмениваются в этом процессе равно площади фигуры. Точно вычислить эту площадь крайне затруднительно, поэтому пользуются
h, s – диаграммой.
Согласно первого закона термодинамики о сохранении энергии, в этом процессе вся теплота расходуется на изменение внутренней энергии:
qv= ∆и= и2 – и1= (h2 - Р2 v2) – (h1 – Р1 v1)=( h2 - h1) –v(Р2 – Р1), Дж/кг
Внутренняя энергия равна:
∆иv= и2 – и1= (h2 - Р2 v2) – (h1 – Р1 v1)=( h2 - h1) –v(Р2 – Р1), Дж/кг
Если известны параметры состояния 1 и состояния 2, то легко можно рассчитать величину q, используя термодинамические таблицы водяного пара.
Рассмотрим этот процесс на h, s - диаграмме (рис. 1.6.4).
У нас есть точка 1, которая находится в области влажного насыщенного пара, где изотермы совпадают с изобарами и значит эта точка находится на пересечении изотермы (изобары) и линии, соответствующей степени сухости х1. Двигаясь по изохоре от точки 1 до пересечения с кривой, соответствующей Р2 , Т2 находим точку 2 в области перегретого пара. По точкам 1,2 определяем величины h1 , h2 , s1,s2 и все остальные величины.
|
.png)
