Термодинамика теплофизических свойств воды и водяного пара (стр. 2 из 3)

Тепломеханический коэффициент цикла

Среднетермодинамическая температура идеального газа в процессе подвода теплоты

Среднетермодинамическая температура идеального газа в процессе отвода теплоты

Тепломеханический коэффициент эквивалентного цикла Карно

1.6 Схемы энергобалансов процессов с идеальным газом

Схемы энергобаланса можно представить в виде графических совокупностей элементов, соответствующих следующим частным формам Первого закона технической термодинамики:

Здесь приведены схемы энергобаланса для каждого из четырех изопараметрических процессов и цикла в целом по второй форме:

Каждая схема термодинамически комментируется в соответствии с энергетическими особенностями процесса (табл.4).

Таблица 4

Процессы	Схемы энергобалансов	Пояснение к схеме
1-2	ΔH Q Lп	В данном т/д процессе 1-2 энтальпия идеального газа увеличивается за счет подвода теплоты и затрачивания работы перемещения
2-3	ΔH Q	В данном изоэнтальпийном процессе 2-3 работа перемещения совершается за счет подвода теплоты к идеальному газу
3-4	ΔН Q Lп	В данном изобарном процессе 3-4 теплота идеального газа отводиться за счет уменьшения энтальпии
4-1	ΔН Q Lп	В данном адиабатном процессе 4-1 энтальпия идеального газа увеличивается за счет затрачивания работы перемещения
Цикл	ΣΔН ΣQ

ΣL_п

В данном т/д цикле суммарное количество теплоты равно суммарному количеству работы перемещения

Рис.1 Тепломеханический цикл с идеальным газом в диаграмме P – V

Рис. 2 Тепломеханический цикл с идеальным газом в диаграмме Т – s

1.7 Определение характеристик термодинамического состояния водяного пара

Неизвестные величины в состояния 1, 2, 3, 4 определяются с помощью таблицы «Теплофизические свойства воды и водяного пара» или с помощью масштабной диаграммы h – s.

Состояние 1

В соответствии с исходными данными табл.1 известны:

V₁ = 2,6 м³; Р₁ = 4000 кПа = 40 бар

Т₁ = 573 К; t₁ = 300 °С

При заданных Р₁ и t₁, предварительно убедившись, что в состоянии 1 рабочее тело – перегретый пар (t₁ > t_s при р₁), по таблице «Вода и перегретый пар» [1] определяются:

v₁ = 0,058

;

h₁ = 3000

;

s₁ = 6,3

.

Масса водяного пара

Удельная внутренняя энергия

Состояние 2

Известны: Т₂ = 723 К; t₂ = 450 °С

V₂ = V₁ = 2,6 м³

v₂ = v₁ = 0,058

По t₂ и v₂ по таблице «Вода и водяной пар» [1] определяются:

Р₂ = 54 бар = 5500 кПа;

h₂ = 3310

;

s₂ = 6,76

.

При этом внутренняя энергия пара составит

Состояние 3

Известны: Т₃ = Т₂ = 723 К

t₃ = t₂ = 450 °С

Р₃ = 100 кПа = 1 бар.

По t₃ и Р₃ по таблице «Вода и водяной пар» [1] выбираются:

v₃ = 3,334

;

h₃ = 3382

;

s₃ = 8,7

.

При этом объем и внутренняя энергия водяного пара состовит:

Состояние 4

Известны: Р₄ = Р₃ = 100 кПа = 1 бар

s₄ = s₁ = 6,3

.

В таблице «Состояние насыщения по давлениям» [1] по давлению Р₄ находим температуру насыщения

= 100 °С и удельные характеристики состояния насыщенной жидкости и сухого насыщенного пара

v'=0,001

v''=1,7

h'=417,44

h''=2675

s'=1,3

s''=7,35

Сравнивая s₄ с s' и s'' (s' < s₄ < s''), убеждаемся, что в данном состоянии рабочее тело – влажный насыщенный пар со степенью сухости

Вычисляем экстенсивные характеристики влажного насыщенного пара по формулам смещения