Удельный объем влажного пара это

Удельные объемы жидкости и пара.

Удельный объем жидкости зависит от температуры и давления. Однако последняя зависимость настолько незначительна, что практически ею пренебрегают.

Зависимость же удельного объема воды от температуры более заметна. Так, например, если при 0 о С и любом давлении удельный объем жидкой кипящей воды v’₀ = 0,001 м 3 /кг, то при температуре 100 о С (и давлении

1 ата) v’ = 0,001043 м 3 /кг, а при температуре 200 о С (и давлении

16 ата) v’ = 0,001156 м 3 /кг.

Из этих данных следует, что при невысоких давлениях (точнее температурах) и этой зависимостью также можно пренебрегать, полагая, следовательно, что v’ = v’₀ = 0,001 м 3 /кг.

Удельный объем сухого пара может быть найден для давлений до 10 ата по следующей формуле, полученной на основании опытов:

v” = 1,7235, (5.1)

v” . (5.2)

Здесь р берется в ата.

Из этой формулы видно, что чем больше давление сухого пара, тем удельный объем его меньше, вследствие чего и отрезки , и т.д. (рис. 5.1) с повышением давления уменьшаются. Так как v” , где – плотность сухого пара, то, подставляя это значение v”в уравнение (5.1), получим, что

. (5.3)

Приближенно можно полагать, что при р около 10–15 ата 0,5 р,
т.е., что плотность сухого пара численно равен половине давления.

Рис. 5.6. Изображение удельных объемов воды в осях vр

при различных ее состояниях

Удельный объем влажного пара находится в пределах между v’ и v” (рис. 5.6). Величина его зависит от степени сухости пара х. Если в 1 кг влажного пара содержится х кг сухого пара и (1 – х) кг воды, то эти х кг сухого пара будут занимать объем х v” м 3 /кг, а (1 – х) кг воды (1 – х) v’ v’м 3 /кг.

Так как влажный пар, применяемый в теплотехнике, имеет обычно большую степень сухости (порядка 0,9 и больше), то объемом воды, содержащейся в нем, можно пренебрегать, считая, что

Неточность, допускаемая при этом, получается незначительной.

При небольшой степени сухости пара и высоком давлении пользоваться упрощенным уравнением (5.5) нельзя, так как ошибка при этом может оказаться уже значительной. Практически это уравнение применяют к парам, имеющим степень сухости х не меньше 0,7.

Преобразуем уравнение (5.4), решив его относительно х:

.

Обращаясь теперь к рис. 5.6, видим, что v_х – v’ = bf, а v”– v’= bc.

х = .

Для нахождения удельного объема перегретого пара было предложено в разное время несколько уравнений, дающих приближенные результаты. Наиболее точным из них является уравнение проф. М.П. Вукаловича и проф. И.И. Новикова, однако оно очень сложно. Поэтому удельные объемы перегретого пара обычно находят по специальным таблицам, о которых говорится в разделе VI.

Дата добавления: 2015-09-07 ; просмотров: 2257 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник статьи: http://helpiks.org/5-9465.html

Методика решения задачи. Удельный объем влажного пара можно определить по выражению

Удельный объем влажного пара можно определить по выражению

v_{х =} х v”+ (1–х) v’ , /кг.

Величины v’ и v” можно определить по таблице воды и водяного пара в состоянии насыщения [2, 3]. Умножив удельный объем на вес вещества, получим полный объем пара.

По аналогичной методике решить следующие задачи:

Задача 1. Сколько весит 10 влажного пара при давлении 7 ата и влажности 12 %?

Ответ: G = 40,82 кг.

Задача 2. Найти степень влажности пара при 6 ата, если его удельный объем равен 0,295 /кг.

Задача 3. Найти удельный объем пара при 10 ата, если он: а) сухой; б) влажный при х = 75 %.

Ответ: v”= 0,198 /кг; v_х = 0,149 /кг.

Задача 4. Найти объем влажного пара весом 10 кг при давлении
р = 8,7 ата и степени сухости х = 0,9.

Ответ: V = 2,04 .

Задача 5. Подсчитать вес 400 пара давлением 12 ата при температуре t = 300 о С.

Рекомендуемая литература

1. Трухний А.Д., Макаров А.А., Клименко В.В. Основы современной энергетики. Часть 1. – М.: МЭИ, 2002.– 367 с.

2. Александров А.А., Григорьев Б.А.. Таблица теплофизических свойств воды и водяного пара. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006. – 168 с.

3. Ривкин С.Л., Александров А.А.. Теплофизические свойства воды и водяного пара. – М.: Энергия, 1980. – 423 с.

Источник статьи: http://helpiks.org/5-9487.html

Теплофизические свойства водяного пара: плотность, теплоемкость, теплопроводность

Теплофизические свойства водяного пара при различных температурах на линии насыщения

В таблице представлены теплофизические свойства водяного пара на линии насыщения в зависимости от температуры. Свойства пара приведены в таблице в интервале температуры от 0,01 до 370°С.

Каждой температуре соответствует давление, при котором водяной пар находится в состоянии насыщения. Например, при температуре водяного пара 200°С его давление составит величину 1,555 МПа или около 15,3 атм.

Удельная теплоемкость пара, теплопроводность и его динамическая вязкость увеличиваются по мере роста температуры. Также растет и плотность водяного пара. Водяной пар становится горячим, тяжелым и вязким, с высоким значением удельной теплоемкости, что положительно влияет на выбор пара в качестве теплоносителя в некоторых типах теплообменных аппаратов.

Например, по данным таблицы, удельная теплоемкость водяного пара C_p при температуре 20°С равна 1877 Дж/(кг·град), а при нагревании до 370°С теплоемкость пара увеличивается до значения 56520 Дж/(кг·град).

В таблице даны следующие теплофизические свойства водяного пара на линии насыщения:

• давление пара при указанной температуре p·10 -5 , Па;
• плотность пара ρ″, кг/м 3 ;
• удельная (массовая) энтальпия h″, кДж/кг;
• теплота парообразованияr, кДж/кг;
• удельная теплоемкость пара C_p, кДж/(кг·град);
• коэффициент теплопроводности λ·10 2 , Вт/(м·град);
• коэффициент температуропроводности a·10 6 , м 2 /с;
• вязкость динамическая μ·10 6 , Па·с;
• вязкость кинематическая ν·10 6 , м 2 /с;
• число Прандтля Pr.

Удельная теплота парообразования, энтальпия, коэффициент температуропроводности и кинематическая вязкость водяного пара при увеличении температуры снижаются. Динамическая вязкость и число Прандтля пара при этом увеличиваются.

Будьте внимательны! Теплопроводность в таблице указана в степени 10 2 . Не забудьте разделить на 100! Например, теплопроводность пара при температуре 100°С равна 0,02372 Вт/(м·град).

Теплопроводность водяного пара при различных температурах и давлениях

В таблице приведены значения теплопроводности воды и водяного пара при температурах от 0 до 700°С и давлении от 0,1 до 500 атм. Размерность теплопроводности Вт/(м·град).

Черта под значениями в таблице означает фазовый переход воды в пар, то есть цифры под чертой относятся к пару, а выше ее — к воде. По данным таблицы видно, что значение коэффициента теплопроводности воды и водяного пара увеличивается по мере роста давления.

Примечание: теплопроводность в таблице указана в степени 10 3 . Не забудьте разделить на 1000!

Теплопроводность водяного пара при высоких температурах

В таблице приведены значения теплопроводности диссоциированного водяного пара в размерности Вт/(м·град) при температурах от 1400 до 6000 K и давлении от 0,1 до 100 атм.

По данным таблицы, теплопроводность водяного пара при высоких температурах заметно увеличивается в области 3000…5000 К. При высоких значениях давления максимум коэффициента теплопроводности достигается при более высоких температурах.

Будьте внимательны! Теплопроводность в таблице указана в степени 10 3 . Не забудьте разделить на 1000!

Источник статьи: http://thermalinfo.ru/svojstva-gazov/neorganicheskie-gazy/teplofizicheskie-svojstva-teploprovodnost-vodyanogo-para-na-linii-nasyshheniya

Влажный пар или сухой пар: о роли паросодержания

Содержание:

Знаете ли вы, что пар, генерируемый котлами, не является на 100% насыщенным (влажным)? Когда в паровом котле нагревается вода, сквозь её поверхность пробиваются пузырьки, содержащие в себе крошечные капли пара. И, если только не используется перегреватель, это приводит к тому, что подаваемый пар из добавленной жидкости становится частично влажным (влажный пар).

Коэффициент сухости пара

Коэффициент сухости пара используется для определения доли воды в паре. Если пар содержит 10% воды, он считается сухим на 90%, т.е. его коэффициент сухости равен 0.9.

Сухость пара важна ещё и потому, что непосредственно влияет на общее количество передаваемой энергии, содержащейся в паре (как правило, скрытой теплоты), которая в свою очередь определяет эффективность и качество подогрева.

Например, насыщенный пар (сухой на 100%) при данном давлении содержит 100% скрытой теплоты. В насыщенной воде с сухостью 0% нет скрытого тепла, а есть только контактное.

Сухость пара = 100% — [% удерживаемой воды] (по массе)

Рассчитать общее количество тепла влажного пара

Расчетные таблицы обычно содержат такие показатели, как энтальпия (h), удельный объем (ν), энтропия (s) и т.д. для насыщенного пара (сухого на 100%) и для насыщенной воды (с сухостью 0%), но не для влажного пара.

Расчеты производятся просто на основе соотношения пара к воде, как показано в приведенных ниже уравнениях:

Удельный объем (ν) влажного пара

• где:
  • X ＝ сухость (% / 100)
  • ν_f = удельный объем насыщенной воды
  • ν_g = удельный объем насыщенного пара

Удельная энтальпия (h) влажного пара

• где:
  • X ＝ сухость (% / 100)
  • h_f = удельная энтальпия насыщенной воды
  • h_fg = удельная энтальпия насыщенного пара — удельная энтальпия насыщенной воды

Удельная энтропия (s) влажного пара

• где:
  • X ＝ сухость (% / 100)
  • s_f = удельная энтропия насыщенной воды
  • s_fg = удельная энтропия насыщенного пара — удельная энтропия насыщенной воды

Чем влажнее пар, тем меньше будут удельный объем, энтальпия и энтропия, т.к. процент сухости — это фактор 100% состояния. И поскольку паросодержание существенно влияет на все эти величины, для обеспечения большей тепловой эффективности важно подавать пар, сухость которого будет максимально приближаться к 100%.

Взаимосвязь между паросодержанием и энтальпией

Уменьшение паросодержания в процессе транспортировки

В процессе транспортировки потери лучистого нагрева из трубопровода заставляют пар расстаться с частью его латентного тепла и обратно превращают его в воду, тем самым уменьшая коэффициент содержания пара.

Капли воды, содержащиеся в паре

Поскольку влажный пар влияет не только на эффективность теплопередачи, но также может вызвать эрозию трубопровода и критического оборудования, такого как лопасти турбины, настоятельно рекомендуется принять соответствующие профилактические меры и использовать пароотделитель для удаления унесенного потоком конденсата, а также следовать советам следующих статей:

Может ли коэффициент пара быть больше 100%? Хоть это и может показаться маловероятным, но на самом деле может. Когда сухость пара превышает 100%, его называют перегретым паром. Такой тип пара получают путем добавления тепла, превышающего порог насыщенного пара. Добавленное тепло поднимает температуру пара выше точки его насыщения, что позволяет легко определить перегрев, просто измерив температуру.

Источник статьи: http://www.tlv.com/global/RU/steam-theory/wet-steam-dry-steam.html