Основные параметры перегретого пара

Перегретый пар характеризуется при заданном давлении более высокой температурой, чем насыщенный пар. Состояние перегретого пара так же, как и газа, определяется двумя параметрами: Р, Т; v, Tили Р, v. Количество теплоты, необходимое для перегрева 1 кг сухого насыщенного пара при постоянном давлении Р до температуры Т, определяется по формуле:

или , (5.23)

где – истинная теплоемкость перегретого пара при постоянном давлении; - средняя теплоемкость перегретого пара при постоянном давлении в интервале температур от Tsдо T.

Величина q_n называетсятеплотой перегрева. Ее можно определить также из уравнения первого закона термодинамики:

или , (5.24)

где - работа расширения в изобарном процессе перегрева пара; - изменение внутренней энергии в процессе перегрева; i² - энтальпия сухого насыщенного пара; i– энтальпия перегретого пара, в соответствии с уравнениями (5.23), (5.24) равна:

, или . (5.25)

Энтальпия перегретого пара i называется теплотой перегретого пара.

Внутренняя энергия перегретого пара uопределяется из общей формулы для энтальпии:

u = i – pv, (5.26)

где v – удельный объем перегретого пара.

Изменение энтропии в процессе перегрева сухого насыщенного пара (процесс cd на рис 5.5) при P=const:

, (5.27)

отсюда энтропия перегретого пара:

,

или

. (5.28)

5.7 Основные параметры влажного насыщенного пара

Влажный насыщенный пар – это двухфазная смесь, представляющая собой пар со взвешенными в нем капельками жидкости. Поэтому значения удельного объема влажного пара v_xнаходятся между значениями v¢ и v² и зависят от давления и степени сухости пара х:

, или (5.29)

Состояние влажного насыщенного пара характеризуется двумя параметрами: давлением (или температурой насыщения при этом давлении) и степенью сухости х. Разность v² - v¢ выражает приращение объема пара в процессе парообразования. При невысоких давлениях (ниже в 3 МПа) и больших степенях сухости (х ³ 8), объемом воды (1-х)v¢ можно пренебречь, и тогда:

, (5.30)

Плотность влажного пара определяется по формуле:

(5.31)

Энтальпия влажного пара определяется по правилу аддитивности уравнением:

(5.32)

С учетом (5.19) имеем:

(5.33)

Внутренняя энергия влажного пара определяется по уравнению:

(5.34)

С учетом соотношения (5.31) уравнение (5.34) преобразуется к виду:

(5.35)

С другой стороны, для влажного пара, как и для любого состояния вещества, справедлива зависимость:

,

отсюда:

(5.36)

Энтропию влажного пара можно определить по правилу аддитивности:

(5.37)

или

(5.38)

В выражении (5.38) первое слагаемое характеризует приращение энтропии при нагревании 1 кг воды до температуры кипения, второе – приращение энтропии при испарении х кг жидкости.

Степень сухости определяется по формуле:

(5.39)

Теплота парообразования влажного пара определяется следующими соотношениями:

(5.40)

Значения u², u¢, i², i¢, v², v¢, r, s²,s¢приводятся в таблицах насыщенного пара.