Диаграмма s-i водяного пара

Основой расчетов процессов с водяным паром является определение параметров рабочего тела в начальном и конечном состояниях. Рабочее тело в этих процессах может быть в виде воды, которая нагревается до температуры кипения, влажного и сухого насыщенного пара, а также в виде перегретого пара. Одним из методов определения параметров рабочего тела является использование таблиц водяного пара, созданных коллективом под руководством профессора М.П. Вукаловича. Однако существенным недостатком данного метода является отсутствие наглядности изображения процессов. Данный недостаток устраняется применением диаграммы «s-i» водяного пара. На диаграмме показаны: нижняя пограничная кривая, характеризующая состояния воды при температуре кипения и различных давлениях процесса парообразования (x=0), верхняя пограничная кривая (x=1), характеризующая состояния сухого насыщенного пара, линий p=const, ν=const, t=const, причем последние в области влажного пара (область III) совпадают с изобарами. Область II является областью не кипящей воды, а область I - областью перегретого пара. Изобары в области III изображаются веерообразно расходящимся пучком прямых линий, в области же перегретого пара они криволинейны и имеют выпуклость в сторону оси s. Изотермы в области перегретого пара идут с небольшим подъемом вверх и вправо. При этом при небольших давлениях они практически располагаются горизонтально.

Изохоры, как правило, на «s-i» - диаграмму наносятся красным цветом и располагаются круче изобар.

Критическая точка К на «s-i» - диаграмме смещена вниз и влево, т.к. энтальпия в критической точке меньше, чем энтальпия сухого насыщенного пара при более низких давлениях.

В области III располагаются линии сухости - линии постоянного паросодержания (x=const). Для любой точки на «s-i» - диаграмме можно непосредственно найти следующие величины: p,ν, t, i, s.

Таким образом, «s-i» - диаграмма позволяет, во-первых, определить те же параметры, что и по таблицам водяного пара, и, во-вторых, наглядно изображать процессы, т.е. производить графоаналитический расчет процессов с водяным паром.

Поскольку диаграмму «s-i» применяют при тепловых расчетах, в которых пользоваться частью диаграммы, охватывающей область сильно влажного пара (x<0.5), не приходится, для практических целей обычно левую нижнюю часть диаграммы отбрасывают, т.е.

на рисунке 3 представлена только рабочая часть диаграммы «s-i».

Рисунок 3 - Диаграмма s-i водяного пара