Кипение жидкости происходит в парогенераторах (паровых котлах) при постоянном давлении РH и при соответствующей ему температуре, называемой, температурой насыщения tH. Следовательно, каждому давлению Рн соответствует температура насыщения tH. Эта температура может быть определена по формуле Руша:
tH=100× (P)1/4,°C, где Р - абсолютное давление, кгс/см2.
4.3. Протокол результатов испытаний
РП , атм | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | |
t H , °C | |||||
P = (PП + РБ ) × 9,81 × 104 Па | |||||
ТН = tH + 273, К | |||||
h', кДж/кг | |||||
S', кДж/(кг× К) | |||||
U', кДж/кг | |||||
h", кДж/кг | |||||
S", кДж/(кг× К) | |||||
U", кДж/кг |
Все параметры кипящей жидкости обозначаются соответствующей буквой со штрихом
U' – удельная внутренняя энергия, кДж/кг:
V'- удельный объем, м3/кг;
S'-удельная энтропия. кДж/(кг×К);
h' - удельная энтальпия, кДж/кг.
Если при постоянном давлении к кипящей жидкости подвести необходимое количество теплоты для полного превращения жидкости в пар, то в момент исчезновения полезных капель, получим сухой насыщенный пар при температуре tH.
Все параметры сухого пара обозначаются с двумя штрихами: удельный объем V", энтальпия h", энтропия S", удельная внутренняя энергия U".
В тройной точке воды (ТТР = 0,01 °С, Ртр = 4,6 мм. рт. ст. = 611 Па) принято считать, что hTP = 0, SТР = 0, Utp = 0, причем давление может отличаться от давления, в тройной точке.
Энтальпия, энтропия и внутренняя энергия кипящей воды (т.е. при температуре насыщения tH) могут быть вычислены по формулам:
|
h' = СР × ТН, кДж/кг, где теплоемкость воды СР = 4,19 кДж/(кг×К);
S' = СР × In × , кДж/(кг× К)
U' = h' -Р× V'× 10'3,кДж/кг. (1)
V' - удельный объем воды при РH, м3/кг.
При изменении давления от P1 = 1 атм, до Р2 = 6 атм, значение V'изменяется от 0,00104 до 0,0011 м3/кг; в расчётах по формуле (1) можно принять V'= 0,001 м3/кг.
Энтальпия, энтропия и внутренняя энергия насыщенного пара могут быть вычислены по соотношениям:
h"=h'+ r, кДж/кг
U" = h"- P×V", кДж/кг
S" = S' + ,
где r - теплота парообразования, кДж/кг.
При изменении давления Р от 1 до 6 атм значение г изменяется от 2260 кДж/кг до 2100 кДж/кг практически линейно и вычисляется в данной работе методом интерполяции.
Принято считать, что при сравнительно небольших давлениях сухой пар подчиняется уравнению состояния Клапейрона, и, следовательно, удельный объем сухого пара (V") можно подсчитать по уравнению:
V" = RВП × , м3 /кг
где Rвп = 8;314/ вп = 8,314/18 = 0,462 кДж/(кг × К)
где вп =18
ТН,К - температура насыщенного пара при давлении Р. По результатам используя вышеприведенные формулы, необходимо рассчитать: h', S', U ',h", S", U".
Результаты вычислений заносят в таблицу 1.
Построить на миллиметровой бумаге зависимость tН = f(P).
Отчет
должен содержать:
1. Схему установки;
2. Таблицу с результатами испытаний и расчета;
3. Графические зависимости температуры от давления tH=f(P)
Контрольные вопросы.
1. Дайте определение энтальпии и внутренней энергии.
2. Расскажите о сущности энтропии.
3. Почему при кипении жидкости температура остается постоянной?
4. Что такое теплота парообразования?
|
5. Какая степень сухости у перегретого пара?
6. Дайте определение степени влажности.
7. Какой вид имеет динамика влажности при сушке?
Используемая литература
1. Гордеев А.С., Горшенин В.И., Завражнов А.И., Хмыров В.Д. Сооружения и оборудование для хранения продукции растениеводства. – М..Ж «Родник», ж-л «Аграрная наука». 1999-288с.
2. Гордеев А.С., Завражнов А.И., Хмыров В.Д. Практикум по сооружениям и оборудованию для хранения продукции растениеводства. – М..Ж «Родник», ж-л «Аграрная наука». 2000-252с.
3.Захаров А.А. Применение теплоты в сельском хозяйстве. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.; Агропромиздат, 1986 – 288с., ил. – (Учебники и учебные пособия для высш. с.х. учеб, заведений).
4. Захаров А.А. Практикум по применению теплоты в сельском хозяйстве – 2-е изд., перер. и доп. – М., Агропромиздат, 1985-175с., ил. – (Учебники и учебные пособия для высш. с.-х. учебных заведений)
5. Методические указания к выполнению лабораторных работ по технической термодинамике и теплообмену для студентов 3 курса всех факультетов. Составители Рудобашта С.П., Сидоренков Ф.Т. Московский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров сельскохозяйственного производства им. В.П. Горячкина, Москва, 1986г.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2