5. Определение параметров водяного пара с помощью I-s диаграммы

1. Определение степени сухости х влажного насыщенного пара

Значения х считывается с кривой х=const, проходящей через данную точку.

2. Определение удельной энтальпии и удельной энтропии влажного насыщенного пара со степенью сухости х

Для заданной точки Сх снимаем с диаграммы соответствующие значения ix и Sx.

3. Определение удельной энтальпии и удельной энтропии сухого насыщенного пара для заданного Р (или t)

Для заданного Р (или t) находим соответствующую прямую парообразования C’C” и снимаем с диаграммы значения i” и S”, соответсвующие точке C”.

4. Определение температуры насыщения для точки Сх на i-S диаграмме

Значение температуры насыщения для точки Сх снимается с соответствующей прямой С’C” или изотермы перегретого пара, проходящей через точку C”.

5. Определение температуры перегретого пара (t) и пароперегрева (Δt_пп) для точки П на изобаре пароперегрева P=const

С диаграммы снимаем значение температуры перегретого пара, соответствующее изотерме, проходящей через точку П в области перегретого пара. Пароперегрев определяется как разность между температурой перегретого пара и температурой насыщения, соответствующей давлению Р=const.

6. Определение удельных объемов влажного насыщенного пара (VX) и сухого насыщенного пара (V”)

Для точки Сх на i-S диаграмме снимаем значение Vx с изохоры, проходящей через эту точку. Значение V” снимается с изохоры, проходящей через точку С” на прямой C’C”, включающей точку Сх.

6. Изображение простейших процессов на p-V, t-s и I-s диаграммах. Вычисление параметров водяного пара с помощью этих диаграмм.

Аналитическое определение Q, A и U трудоемко из-за того, что к пару - реальному газу, применимы только уравнения состояния реального газа, имеющие сложный вид (например, уравнение Вукаловича – Новикова).

С помощью i-S диаграммы этот процесс значительно упрощается, т.к. сводится к снятию ряда параметров с i-S диаграммы и последующему решению простых уравнений.

Для общности результатов рассмотрим процессы, переходящие из области влажного насыщенного пара в область перегретого пара (или наоборот).

а) Изохорный процесс

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

Av = 0

q_v = ΔUv

ΔUv = U₂ – U₁ = (i₂ – P₂V) – (i₁ – P₁V)

Значения удельных энтальпий i₁ и i₂, а также Р₁ и Р₂ снимают с диаграммы i-S.

б) Изобарный процесс

Ap = P(V₂ – V₁)

q_p = i₂ – i₁

ΔU_p = (i₂ – PV₂) – (i₁ – PV₁)

Значения удельных энтальпий i₁ и i₂, а также V₁ и V₂ снимаются с i-S диаграммы.

в) Изотермический процесс

А_т = q_т – ΔU_т

q_{т =} T_н1 (S₂ – S₁)

ΔU_т = (i₂ – P₂V₂) – (i₁ – P₁V₁)

Значения i₁ и i₂, а также Р₁ и Р₂, V₁ и V₂, S₁ и S₂ снимают с i-S диаграммы.

В отличие от идеального газа у водяного пара ΔU_т не равно 0 и это неравенство объясняется затратами внутренней энергии на совершение работы дисгрегации по преодолению сил сцепления между молекулами жидкости при парообразовании.

г) Адиабатный процесс

A_S = -ΔU_S

dq_S = 0

ΔU_S = (i₂ – P₂V₂) – (i₁ – P₁V₁)

Значения i₁ и i_2, а также Р₁ и Р₂, V₁ и V₂, S₁ и S₂ снимаются с i-S диаграммы.

В P-V диаграмме адиабата в области перегретого пара описывается уравнением

PV^k=const, где k=1,3

В области ВНП при x ≥ 0,7 адиабата также описывается уравнением PV^k=const, но показатель адиабаты принимается значением

k=1,035 +0,1х.

Для сухого насыщенного пара k=1,135.

Н а практике показатель адиабаты k берется одним значением, которое вычисляется по уравнению

k= ,

аналогичному уравнению для определения показателя политропы по двум точкам.

д) процесс при постоянной степени сухости

В отличие от газов у водяного пара есть еще один дополнительный изопроцесс, а именно процесс, протекающий в области влажного насыщенного пара при постоянном значении х.

A_x = q_x – ΔU_x

U_x = (i₂ – P₂V₂) – (i₁ – P₁V₁)

При получении приближенной формулы для q_x линия x=const в области влажного насыщенного пара на T-S диаграмме принята прямой.

Значения i₁ и i₂ а также Р₁ и Р₂, V₁ и V₂, S₁ и S₂ снимают с i-S диаграммы.