Определение параметров теплоты и работы по диаграммам состояния. Определение параметров состояния водяного пара по таблицам и диагра ммам водяных паров

• Название: Определение параметров состояния водяного пара по таблицам и диагра ммам водяных паров
• Дата: 21.04.2022
• Размер: 0.92 Mb.
• Имя файла: Определение параметров теплоты и работы по диаграммам состояния .docx
• Тип: Практическая работа; #488674

Практическая работа №11

Тема: «Определение параметров состояния водяного пара по таблицам и диагра ммам водяных паров»

Цель: Приобретение навыков определения параметров, теплоты и работы в процессах изменения состояния водяного пара по таблицам и диаграммам водяных паров.

1. 
   Основные понятия и определения
   

Процесс получения пара из жидкости может осуществляться испарением и кипением. Испарением называется парообразование, происходящее только со свободной поверхности жидкости и при любой температуре.

Кипением называется бурное парообразование по всей массе жидкости, которое происходит при сообщении жидкости через стенку сосуда определенного количества теплоты. При этом образовавшиеся у стенок сосуда и внутри жидкости пузырьки пара, увеличиваясь в объеме, поднимаются на поверхность жидкости.

Процесс парообразования начинается при достижении жидкостью температуры кипения, которая называется температурой насыщения t_н и на протяжении всего процесса остается неизменной. Температура кипения, или температура насыщения, t_н зависит от природы вещества и давления, причем с повышением давления t_н увеличивается. Давление, соответствующее t_н называется давлением насыщения р_н.

Насыщенным паром называют пар, который образовался в процессе кипения и находится в динамическом равновесии с жидкостью. Насыщенный пар по своему состоянию бывает сухим насыщенным и влажным насыщенным.

Сухой насыщенный пар представляет собой пар, не содержащий капель жидкости и имеющий температуру насыщения (t=t_н) при данном давлении.

Влажный насыщенный пар – это равновесная смесь, состоящая из капель жидкости, находящейся при температуре кипения, и сухого насыщенного пара.

Отношение массы сухого насыщенного пара m_с.п. к массе влажного насыщенного пара m_в.п. называется степенью сухости х влажного пара, то есть


Очевидно, что для жидкости х=0, для сухого насыщенного пара х=1.

Если к сухому насыщенному пару продолжать подводить теплоту, то его температура увеличится. Пар, температура которого при данном давлении больше, чем температура насыщения (tt_н), называется перегретым. Другими словами говоря перегретый пар – это пар, находящийся при температуре, превышающей температуру кипения жидкости при давлении, равном давлению перегретого пара. Величина превышения температурой пара температуры кипения жидкости называется степенью перегрева пара.

Водяной пар является реальным рабочим телом и может находиться в трёх состояниях: влажного насыщения, сухого насыщения и в перегретом состоянии.

Для технических нужд водяной пар получают в паровых котлах (парогенераторах), где специально поддерживается постоянное давление.

1. 
   Задание:
   

На оценку «3»	На оценку «4»	На оценку «5»
1,2,3,4	1,2,3,4,5	1,2,3,4,5,6

1. 
   В каком состоянии находится водяной пар, если его давление (1 + 0,1*вариант) МПа и энтальпия (2700 + 10*вариант) кДж/кг?
   

Задача решается по диаграмме состояния водяного пара.

1. 
   Определить по таблице давление, плотность, энтальпию и энтропию сухого насыщенного пара, имеющего температуру (200 + 10*вариант) ⁰С.
   

Задача решается по приложению 10 (по температуре). Данные берутся из таблицы при заданной температуре.

1. 
   На сколько градусов перегрет водяной пар, если при давлении (1,5 + 0,1*вариант) МПа его температура (300 + 10*вариант)⁰С? Определить температуру перегрева, если энтальпия пара 3033 кДж/кг.
   

Задача решается по диаграмме состояния водяного пара.

1. 
   Определить температуру, удельный объем и энтальпию кипящей воды при давлении (10 + вариант) МПа.
   

Задача решается по приложению 9 (по давлению). Данные берутся из таблицы при заданном давлении.

1. 
   Определить теплоту, необходимую для перегрева водяного пара, имеющего параметры p = 1,6 МПа и степень сухости x = 0,98, если температура перегрева (450 + вариант)⁰С.
   

Задача решается по диаграмме состояния водяного пара, количество теплоты, участвующей в термодинамическом процессе, можно определить по формуле

1. 
   Адиабатно расширяется 1 кг водяного пара, в результате чего давление понижается от 10,0 до 1,0 МПа. Начальная температура (470 + вариант)⁰С. Определить полезную внешнюю работу процесса и конечное состояние пара.
   

Задача решается по диаграмме состояния водяного пара. Конечная температура по диаграмме определяется при давлении 1,0 МПа. 1 МПа = 10 бар. Полезную работу можно определить по формуле

1. 
   Контрольные вопросы
   

1. 
   От чего зависит температура насыщения?
   
2. 
   Как называют давление, соответствующее температуре насыщения?
   
3. 
   Как называют пар, который образовался в процессе кипения и находится в динамическом равновесии с жидкостью?
   
4. 
   Как называют пар, не содержащий капель жидкости и имеющий температуру насыщения (t=_tн) при данном давлении?
   
5. 
   Как называют равновесную смесь, состоящую из капель жидкости, находящейся при температуре кипения, и сухого насыщенного пара?
   
6. 
   Как называют отношение массы сухого насыщенного пара m_с.п. к массе влажного насыщенногопара m_в.п.?
   
7. 
   Чему равна степень сухости для сухого насыщенного пара?
   
8. 
   Как называется пар, температура которого при данном давлении больше, чем температура насыщения (tt_н) ?
   
9. 
   В каких установках получают водяной пар для технических нужд?
   

Вывод: В ходе выполнения практической работы приобрели навыки …..