Парообразование – переход вещества из жидкого состояния в газообразное
Конденсация – обратный процесс парообразования.
Температура насыщения – функция давления.
Насыщенный пар – это пар, образующийся над кипящей жидкостью, имеющий температуру равную температуре кипящей жидкости и находящийся с жидкостью в термодинамическом равновесии.
Сухой насыщенный пар - это насыщенный пар, не содержащий капель жидкости, представляющий собой реальный газ.
Перегретый пар имеет температуру выше температуры насыщенного пара при данном давлении, полученного из сухого насыщенного пара в результате теплоподвода.
Степень сухости – равна отношению массы сухого пара входящего в состав влажного пара к суммарной массе влажного пара: .
Удельная теплота парообразования - это теплота, которую необходимо передать 1 кг кипящей жидкости, чтобы полностью превратить ее в сухой насыщенный пар: ,
где энтальпии, соответственно кипящей жидкости и сухого насыщенного пара.
- чем выше давление, тем ниже
Тройная точка воды – особое состояние, при котором в равновесии находится лед, жидкая вода, водяной пар (все три агрегатных состояния).
Параметры тройной точки: (глубокий вакуум);
Критическое состояние воды характеризуется параметрами: ;
;
.
При давлении выше критического, кипения не бывает, нагрев воды приводит к плавному изменению свойств и постепенному переходу воды из жидкого состояния в газообразное. При температуре выше критической, вещество может находиться только в газообразном состоянии.
25. Диаграммы и таблицы водяного пара
P T
t=const
K
K 3
3 p=const
1
1 2 x=0.9
x=0.1 x=0.9 2
A B A x=0.1 B
V S
h
P=const t=const
3
K х=0,9
1 B
х=0,1 2
A s
критическая точка;
линия кипящей жидкости;
линия сухого насыщенного пара.
• область жидкости;
• область насыщенного пара;
• область перегретого пара
----х- линии постоянной степени сухости.
Тройная точка воды – это значение параметров воды, при которых вода может одновременно находиться в трех агрегатных состояниях (т. )
Критическое состояние воды (т. )
При температуре выше критической, вода может находится только в газообразном состоянии не зависимо от давления.
При давлении выше критического, кипения не бывает, но при нагреве происходит плавный переход воды из жидкого состояния в газообразное, подобно изменению свойств аморфных тел.
26. Газотурбинная установка. Цикл Брайтона
Газовая турбина – тепловой двигатель, в котором рабочим телом являются продукты сгорания органического топлива, жидкого или газообразного, получаемые в камере сгорания, расположенной перед турбиной. Тепловая энергия продуктов сгорания преобразуется в кинетическую энергию потока рабочего тела и в кинетическую энергию вращающегося ротора турбины.
Термический КПД цикла Брайтона:
;
компрессор.
камера сгорания.
турбина.
электрогенератор.
адиабатное сжатие воздуха в компрессоре;
изобарный процесс в камере сгорания с теплоподводом
;
адиабатное расширение газа в турбине;
изобарный процесс с теплоотводом
(выхлоп);
степень сжатия воздуха в компрессоре;
– степень повышения Р;
- показатель адиабаты;
27. Паротурбинная установка. Цикл Ренкина
ПТУ – тепловой двигатель или тепловая машина, в которой рабочим теплом является водяной пар.
Схема:
паровой котел;
паровая турбина;
электрогенератор;
конденсатор;
насос.
адиабатное расширение пара в турбине.
изобарно-изотермический процесс в конденсаторе.
адиабатное повышение давления конденсата в насосе.
изобарный процесс в паровом котле.
Достоинства цикла Ренкина:
• Цикл состоит из 2-х адиабатных процессов, один изотермический и еще один частично изотермический, по форме цикл Ренкина близок к циклу Карно.
• Вода перекачивается насосом в жидком состоянии, поэтому расход энергии на привод насоса относительно мал.
- теплота, подводимая к воде;
- теплота, отводимая в конденсаторе;
-удельная работа турбины;
, - удельная работа насоса;
- термический КПД;
Влияние параметров цикла на термический коэффициент полезного действия:
- давление в конденсаторе в большинстве случае (3,5-4,5 кПа);
- давление пара перед турбиной (140 ат, 240 ат);
- температура пара перед турбиной (540-5650С).