Процесс парообразования в p−ν диаграмме

Диаграмма p-v процесса парообразования строится на основании экспериментальных данных. Проводятся процессы парообразования при различных давлениях (p₁, p₂, p₃ и т.д.), при этом фиксируются состояния воды при температуре насыщения (на диаграмме они обозначаются точками b₁, b₂, b₃ и т.д.). Точками c₁, c₂, c₃ и т.д. фиксируются состояния сухого насыщенного пара для рассматриваемых давлений, а точками d₁, d₂, d₃ и т.д. фиксируются состояния перегретого пара (рисунок 1). Начальное состояние воды на диаграмме обозначается точками a₁, a₂, a₃ и т.д.

Соединяются точки a₁, a₂, a₃ между собой, точки b₁, b₂, b₃ между собой и точки c₁, c₂, c₃ между собой. При этом на диаграмме получаются три характерные линии.

Линия I – соответствует состояниям воды при начальной температуре и различных давлениях.

Линия II – геометрическое место точек, характеризующих состояние воды при температуре насыщения T_s и различных давлениях. Она называется нижняя пограничная кривая. В любой ее точке у рабочего тела степень сухости равна нулю (х=0).

Линия III – геометрическое место точек, характеризующих состояние сухого насыщенного пара. В любой ее точке у рабочего тела степень сухости равна единице (х=1). Она называется верхняя пограничная кривая.

Линии II и III сходятся в одной точке (К), которая называется критической точкой. Она соответствует некоторому предельному критическому состоянию вещества, при котором исчезают различия между жидкостью и паром. Все параметры, относящиеся к этой точке, называются критическими. Для воды они имеют следующие значения:

p_кр=22,06 МПа ;

t_кр=374,15°С ;

v_кр=0,00326 .

Между линиями I и II располагается область жидкости, которая нагревается от t=0°C до t_s. Между линиями II и III – область влажного насыщенного пара. В этой области можно провести огромное количество линий, соответствующих определенной постоянной степени сухости х. Эти линии получили название линии сухости, они располагаются веерообразно от критической точки К.

Рассматриваемая диаграмма позволяет анализировать процесс кипения при различных давлениях и определять соответствующие параметры рабочего тела.

Вопросы для самопроверки

1 Какой процесс называется испарением?

2 Какой процесс называется кипением?

3 Какой пар называется влажным?

4 Какой пар называется сухим насыщенным?

5 Какой пар называется сухим перегретым?

6 Что характеризует степень сухости влажного пара?

7 Чем характерна критическая точка?

8 Какая линия на диаграмме p-v называется нижней пограничной кривой?

9 Какая линия на диаграмме p-v называется верхней пограничной кривой?