Как правильно определять основные физико-химические характеристики водяного пара

 


Расчет степени насыщенности и удельного объёма водяного пара


Задача 37. 
Водяной пар при атмосферном давлении имеет температуру t = 126,09 0С. Определить степень его насыщенности и удельный объем.
Решение: 
По таблицам теплофизических свойств водяного пара находим, что температуре t = 126,09 0С соответствует давление насыщения Рн = 2,4 . 10-5 Па. По формуле:
потенциал  = Рiн, где

ф - степень насыщенности; Рi - давление водяного пара, 101325 Па; Рн - давление насыщенного пара при заданной температуре.
 
Тогда 

потенциал = (1,01325 . 10-5)/(2,4 . 10-5) = 0,422.

Удельный объем пара рассчитаем по формуле:

Рi . vi = Ri . T, где

Ri – газовая постоянная водяного пара, равная 461,58 Дж/(кг . К); T – температура пара, К.

Тогда

vi = (Ri . T)/Рi = [461,58 . (126,09 + 273)]/(1,01325 . 10-5) = 1,818 м3/кг.

Ответ: потенциал = 0,422; vi = 1,818 м3/кг.
 


Определение удельной энтальпии водяного пара


Задача 38. 
Пар при температуре t = 85,95 0С имеет удельный объем vп = 2,732 м3/кг. Определить удельную энтальпию пара.
Решение:
1. Находим плотность пара по формуле: 

Рп = 1/vi = 1/2,732 = 0,366 кг/м3.    

2. Расчет степени сухости пара

Согласно таблличным данным, температуре t = 85,95 0С соответствует плотность насыщенного пара рн = 0,366 кг/м3. Поскольку рп = рн, то в задаче задан сухой пар. По формуле давление = Рпн ) находим степень сухости пара:

давление = 0,366/0,366 = 1.

давление  = 1, что соответствует сухому насыщенному пару. 

3. Расчет энтальпии пара 

Расчет энтальпии пара проводим по формуле:

ix = i' * r * давление, где

i' - удельная энтальпия кипящей воды; r - удельная теплота парообразования; давление - степень сухости влажного пара; ix - энтальпия пара.   

По таблице приложения для t = 85,95 0С определяем удельную энтальпию кипящей воды и удельную теплоту парообразования ix = 359,93 кДж/кг, r = 2293,64 кДж/кг. 

Тогда

ix = 359,93 . 2293,64 . 1 = 825549,8452 кДж/кг.

Ответ: ix = 825549,8452 кДж/кг.


Относительная упругость, плотность и давление перегретого пара


Задача 39.
Относительная упругость пара при температуре t = 150 0С составляет ф = 80%. Определить плотность и удельную энтальпию пара.
Решение:
Пар, заданный в задаче, – перегретый. По таблице приложения для температуры t = 150 0С определяем давление насыщения и плотность насыщенного пара: Рн = 476000 Па, Рп = 2,547 кг/м3.

1. Расчет плотности заданного пара

Плотности заданного пара находим по формуле:

потенциал = Рiн, где

Рi - плотность заданного пара; рн = плотность насыщенного пара.

Тогда

Рi = потенциал . Рн = 0,8 . 2,547 = 2,0376 кг/м3.

2. Расчет давления перегретого пара

Давления перегретого пара рассчитаем по формуле:

потенциал = Рtн, где

потенциал - относительная упругость пара при заданной температуре; рп =давление насыщенияпара.

Тогда

Рt = потенциал . Рп = 0,8 . 476000 = 380800 кг/м3.

По таблице приложения находим, что такое давление является насыщенным при температуре tн = 119,7 20С. Таким образом, пар перегрет от температуры насыщения tн = 119,7 0С до температуры t = 150 0С. По таблице определяем удельную теплоемкость пара для этого диапазона температуры, которая оказывается равной сп = 2,114 кДж/(кг.К). По табл. 1 приложения для tн = 119,7 0С находим удельную энтальпию насыщенного пара i' = 2704,59 кДж/кг.

3. Расчет удельной энтальпии перегретого пара

По формуле [it = i' . Сп(t -t')] рассчитываем удельную энтальпию перегретого пара, получим:

it = 2704,59 . 2,114(150 -119,7) = 173240,34 кДж/кг.

Ответ: Рi = 2,0376 кг/м3; it = 173240,34 кДж/кг.