Определение параметров воды и па­ра.

Для величин (параметров), характеризующих различные состояния воды и пара, принимают следующие обозначения:

- величины, относящиеся к холодной воде при 0 °С, отмечают индексом (значком) 0 внизу;

- величины, относящиеся к кипящей воде, отмечают индексом ^/(сверху);

- величины, относящиеся к сухому насыщенному пару, отме­чают индексом ^// сверху;

- величины, относящиеся к влажному пару, отмечают индексом вл (внизу);

величины, относящиеся к перегретому пару, отмечают индек­сом пе (внизу).

Сухой насыщенный пар. Для сухого насыщенного пара существует важная зависимость, состоящая в том, что давление его есть функция температуры. Если обозначить давление через р, а температуру через t_H (индекс указывает, что речь идет о насыщенном паре), то Р = f(t_н);

т. е. каждому давлению сухого насыщенного пара соответствует единственная и определенная температура (насыщенного пара, кипения) и, наоборот,

t_н = F(P).

В таком случае удельный объем сухого насыщенного пара υ" также является функцией давления или соответственно некоторой функцией температуры. Состояние сухого насыщенного пара, следовательно, определяется одним парамет­ром — давлением или температурой.

На основании таблиц для сухого насыщенного пара по за­данному давлению могут быть определены соответствующие температуры насыщенного пара (см. приложение 1) и, наоборот, по заданной температуре — соответствующие давления (см. при­ложение 2).

Очевидно, что плотность сухого насыщенного пара

Количество тепла, расходуемое на нагрева­ние 1 кг жидкости от 0°С до температуры кипения при постоян­ном давлении, называется теплотой, или энтальпией жидкости.

Термодинамические параметры кипя­щей воды и сухого насыщенного пара берутся из таблиц теплофизических свойств воды и водяного пара. В этих таблицах термодинамические величины со штрихом относятся к воде, нагретой до температуры кипения, а величины с двумя штрихами — к сухому насыщен­ному пару.

Поскольку для изобарного процесса подведенная к жидкости теплота q_p = h₂-h₁ то, при­менив это соотношение к процессу b-c, получим

q = r = h^// -h^/ [62]

Величина r называется теплотой парообразования и определяет количество теплоты, необходимое для превращения одного килограмма воды в сухой насыщенный пар той же темпе­ратуры.

Приращение энтропии в процессе па­рообразования определяется формулой

S^// - S^/ =

За нулевое состояние, от которого отсчитываются величины S^/ и S^//, принято состояние воды в тройной точке. Так как состояние кипящей воды и сухого насы­щенного пара определяется только од­ним параметром, то по известному давле­нию или температуре из таблиц воды и водяного пара берутся значения v', v",h^/ h^//, S^/,S^//, r

Удельный объем υ_х, энтропия S_x и эн­тальпия h_х влажного насыщенного пара определяются по правилу аддитивности. Поскольку в 1 кг влажного пара содер­жится х кг сухого и (1 — х) кг кипящей воды то

υ_х = xυ" + (1-х)υ' = υ" + x(υ" – υ'). [63]

S_x = S' + x(S" – S') =S'+ x_r/T_s [64]

h_x = h' +x (h" – h') = h' + xr [65]

Непосредственно из таблиц взять па­раметры влажного пара нельзя. Их опре­деляют по приведенным выше формулам по заданному давлению (или температу­ре) и степени сухости.