Расчет основных процессов водяного пара

Расчет процессов водяного пара состоит в определении параметров пара в начальном и конечном состояниях и вычислении подводимой теплоты, изменения внутренней энергии и работы изменения объема, связанных уравнением первого закона термодинамики

Для этого должны быть заданы значения двух каких-либо параметров в начальном состоянии пара и двух параметров в конечном состоянии.

Изохорный процесс в –диаграмме изображается вертикальной прямой 1-2. В этом процессе l=0, поэтому для него

или

В is–диаграмме график этого процесса изображается линией 1-2. Начальная точка 1 находится на пересечении изобары р₁ и линии постоянной степени сухости х₁, а конечная точка 2 – на пересечении изобары р₂ и изотермы t₂.

Изобарный процесс в –диаграмме изображается горизонтальной прямой. Для этого процесса

В is–диаграмме график этого процесса изображается линией 1-2, у которой начальная точка 1 находится на пересечении изобары процесса с линией степени сухости х₁, а конечная точка 2 – на пересечении той же изобары с изотермой t₂.

Изотермический процесс в –диаграмме изображается ломаной линией, которая в области влажного пара имеет вид горизонтальной прямой, а в области перегретого пара – кривой, постепенно переходящей в гиперболу.

Теплоту этого процесса можно представить формулой

В отличие от идеальных газов у водяного пара изотермический процесс сопровождается изменением внутренней энергии.

В соответствии с этим работа изменения объема:

В is–диаграмме график этого процесса изображается ломаной линией 1-2, которая в области влажного пара имеет вид наклонной прямой, а в области перегретого пара – кривой, обращенной выпуклостью вверх и приближающейся к горизонтальной прямой. Начальная точка находится на пересечении изотермы процесса (совпадающей с изобарой р₁) с линией постоянной степени сухости х₁, а конечная точка – на пересечении той же изотермы с изобарой р₂.

Адиабатный процесс в –диаграмме изображается плавной кривой, более крутой, чем верхняя пограничная кривая.

В этом процессе q=0, поэтому

При адиабатном расширении перегретого пара он становится сначала сухим насыщенным, а затем влажным, причем с понижением давления степень сухости его уменьшается.

В is–диаграмме график этого процесса имеет вид вертикальной прямой 1-2. Начальная точка этого процесса 1 находится на пересечении изобары р₁ с изотермой t₁, а конечная точка 2 – на пересечении изобары р₂ с линией постоянной степени сухости х₂.