Меню

Is диаграмма как определить давление насыщенного пара

Как пользоваться hs-диаграммой

Описание hs-диаграммы

На hs-диаграмме изображены термодинамические процессы:

§ Изобарный процесс (p = const) — фиолетовые линии (изобары),

§ Изотермический процесс (t = const) — зеленые линии (изотермы),

§ Изохорный процесс (v = const) — красные линии (изохоры).

Степень сухости и паросодержание (х) — розовые линии. Жирная розовая линия — степень сухости х=1. Все что ниже этой линии — зона влажного пара.

Ось «Х» — энтропия, ось «h» — энтальпия.

Семейство изобар в области насыщения представляет собой пучок расходящихся прямых, начинающихся на нижней и оканчивающихся на верхней пограничной кривой. Чем больше давление, тем выше лежит соответствующая изобара. Переход изобар из области влажного насыщенного в область перегретого пара происходит без перелома на верхней пограничной кривой.

В i, s-диаграмме водяного пара наносятся также линии постоянного паросодержания (x = const) и линии постоянного удельного объема (v = const). Изохоры идут несколько круче, чем изобары.

Состояние перегретого пара обычно определяется в технике давлением p и температурой t. Точка, изображающая это состояние, находится на пересечении соответствующей изобары и изотермы. Состояние влажного насыщенного пара определяется давлением p и паросодержанием x.

Точка, изображающее это состояние, определяется пересечением изобары и линии x = const.

Критические параметры водяного пара: tкр = 364,15 0 С, vкр = 0, 00326 м 3 /кг, ркр = 22, 129 МПа.

Как пользоваться hs-диаграммой

Для описания воспользуемся небольшой задачей. Возьмем с потолка условие.

Пусть начальные параметры пара будут: давление пара р = 120 бар, температура пара t = 550°С. Пар адиабатно расширяется в турбине до температуры, например, 400 °С.

Для примера этого будет достаточно.

Адиабатный процесс на hs-диаграмме — это вертикальная линия (горизонтальная линия — дросселирование). Это для справки.

Итак, начальное давление и температура у нас есть. Найдем эту точку на hs-диаграмме:

Нам нужна изобара, соответствующая давлению 120 бар и изотерма, соответствующая температуре 550 °С. На их пересечении и будет точка, соответствующая начальным параметрам пара в нашей задаче.

Найдя эту точку, мы уже можем определить в ней энтальпию и энтропию. Опустив на оси проекции найденной точки, узнаем значения энтальпии (ось «Y») и энтропии (ось «Х»).

3480 кДж/кг, S = 6,65 кДж/(кг•К)

Далее нам нужно узнать параметры пара после адиабатного расширения. Мы знаем, что по поставленным нами условиям, пар расширился и его температура в точке 2 = 400 °С. Я уже упоминал, что на is-диаграмме адиабатный процесс изображается в виде вертикальной линии. Проведем эту линию из точки 1 (начальные параметры) до пересечения с изотермой 400 °С.

Читайте также:  Регулятор давления воды itap в системе водоснабжения

Полученаточка 2. Через эту точку проходит изобара. Она соответствует давлению 50 бар. Энтропия у нас не изменилась, так как процесс адиабатный, а вот энтальпия стала равна i = 3200 кДж/кг.

Вот и все. Дальше остаются только расчеты: определение изменения внутренней энергии (Δu), работы (l, l’) и т. д. Все это считается по формулам, а значения и график процесса расширения пара у вас уже есть.

Источник

Процесс парообразования в координатах i-s.

Рис. 1.14 i-s — диаграмма

Для решения прак­тических задач, связанных со свойствами водяного па­ра, очень удобной является i—s-диаграмма, в которой по оси абсцисс откладываются значения энтропии, а по оси ординат — энтальпии (рис.1.14). Она строится по данным таблиц водяного пара. Сначала строятся ниж­няя II — K и верхняя КIII пограничные кривые, кото­рые сходятся в точке К. Ниже пограничных кривых II— К — III находится область влажного пара, выше верхней пограничной кривой КIII— область перегретого пара.

На диаграмме нанесены линии постоянного давле­ния— изобары. В области влажного пара изобары про­ходят слабо расходящимися прямыми наклонными ли­ниями. В области перегретого пара изобары поднимают­ся слева направо, круче изобар насыщенного пара, и обращены выпуклостью вниз.

Изотермы в области влажного пара совпадают с изо­барами, а в области перегретого пара они идут слева на­право, незначительно поднимаясь кверху. Если требует­ся определить температуру в области влажного насыщен­ного пара, зависящую от давления, надо найти точку пересечения заданной изобары с верхней пограничной кривой. Изотерма, начинающаяся в этой точке, и будет искомой температурой влажного насыщенного пара.

В области влажного насыщенного пара наносятся также линии постоянной степени сухости пара х, беру­щие начало от критической точки К. На верхней погра­ничной кривой степень сухости х=1, на нижней х=0. На выполненных i—s-диаграммах нередко имеются и линии постоянного удельного объема u=const— изохоры, представляющие собой кривые, аналогичные изо­барам, но имеющие более крутой изгиб. Их обычно на­носят цветной краской.

Читайте также:  Самодельные датчики давления для компрессора

С помощью i — s-диаграммы можно определить по двум известным параметрам все основные термодинами­ческие величины для любого состояния пара. На is-диаграмме могут быть изображены основные термоди­намические процессы и установлены происходящие при их протекании изменения состояния пара (рис. 1.15).

Изохорный процесс (рис. 1.15, а). При задан­ном состоянии пара 1 и x1), соответствующем точке 1, требуется изохорным процессом довести пар до темпе­ратуры t2. Для этого из точки 1 идем по изохоре v1 до ее пересечения с изотермой t2 в точке 2. В изохорном про­цессе при сообщении теплоты влажному пару повыша­ются его давление и температура. При этом влажность пара уменьшается, и он превращается в сухой насыщен­ный, а затем в перегретый. При отводе теплоты от пе­регретого пара, процесс идет в обратном направлении.

Изобарный процесс (рис. 1.15, б). Задано со­стояние пара 1 (p1 и x1). Конечное состояние его харак­теризуется температурой t2. Аналогично предыдущему,

Рис.1.15 Основные термодинамические процессы водяного пара в координатах i-s

идем по изобаре р1, до точки 2 ее пересечения с изотер­мой t2. В этом процессе при сообщении теплоты влажно­му пару уменьшается его влажность и он переходит и сухой насыщенный, причем температура его остается постоянной и равной t1=tH. При дальнейшем подводе теплоты пар перегревается, при отводе теплоты процесс идет в обратном направлении.

Изотермический п р о ц е с с (рис. 1.15, в). При данном состоянии пара 11 и x1)требуется в изотерми­ческом процессе достичь давления р2. В этом случае ли­ния процесса состоит из двух участков 1 и 2. На первом из них изотерма совпадает с изобарой р1на вто­ром изотерма t1 отклоняется вправо от изобары р1 и пе­ресекается в точке 2 с изобарой р2.

В изотермическом процессе при сообщении теплоты влажному пару его объем увеличивается, он превраща ется сначала в сухой насыщенный, а затем в перегретый. В области влажного пара этот процесс полностью совпа­дает с изобарным, а в области перегрева давление пара при изотермическом расширении понижается.

В изотермическом процессе внутренняя энергия па­ра в отличие от идеальных газов изменяется, и поэтому для пара

(1.129)

Адиабатный процесс (рис. 1.15, г). Задано состояние 1 (р1 и t1). Требуется провести адиабатный процесс расширения до давления р2. Адиабатный про­цесс протекает при постоянном значении энтропии, по­этому он изображается вертикалью, опущенной из точ­ки 1 до пересечения с изобарой р2 в точке 2.

Читайте также:  При запуске холодного двигателя долго не гаснет лампочка давления масла

При адиабатном расширении давление и температу­ра пара понижаются. Перегретый пар при этом перехо­дит обычно в сухой насыщенный и затем во влажный. При сжатии влажного пара процесс идет в обратном направлении.

Источник

Is-диаграмма водяного пара

Для практических расчетов процессов водяного пара широкое применение получилаis-диаграмма, на которой теплота и энтальпия измеряются линейными отрезками.

В системе координат i—s (рис. 6.3) сначала строятся нижняя (а-К) и верхняя (К—с) пограничные кривые по табличным данным i и s. Нижняя пограничная кривая проходит через начало координат, так как при t=0 0 С энтропия и энтальпия приняты равными нулю

Рис. 6.3. is-диаграмма водяного пара

Затем наносят изобары, которые в области насыщенного пара, будучи одновременно и изотермами, являются прямыми линиями, так как при p=const dq=di, а . Поэтому di=T·ds и при T=const i=T·s+const. Следовательно, на is-диаграмме угловой коэффициент изобары равен T. Поэтому чем выше давление насыщения, тем выше температураT и тем больше тангенс угла наклона изобары.

В области перегретого пара изобары и изотермы расходятся, причем изобары поднимаются кверху в виде логарифмических кривых, а изотермы стремятся к горизонтали. Это объясняется тем, что с понижением давления перегретый пар по свойствам приближается к идеальному газу, энтальпия которого зависит только то температуры, то есть линии t=const одновременно являются линиями i=const. Чем больше температура, тем выше расположена изотерма.

В области влажного пара нанесены линии одинаковой степени сухостих=const. На эту же диаграмму часто наносят еще изохоры, которые проходят круче изобар.

Is-диаграмма обладает рядом важных свойств: по ней можно быстро определить параметры пара и разность энтальпий в виде отрезков, наглядно изобразить адиабатный процесс, имеющий большое значение при изучении работы паровых двигателей, и решать другие задачи. Обычно для практического использования в большом масштабе строят так называемую рабочую часть диаграммы (на рис. 6.3 она ограничена штрих-пунктиром).

Дата добавления: 2015-05-26 ; Просмотров: 1001 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Adblock
detector