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:
= Рi/Рн, где
ф — степень насыщенности; Рi — давление водяного пара, 101325 Па; Рн — давление насыщенного пара при заданной температуре.
Тогда
= (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: = 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 
= Рп/Рн ) находим степень сухости пара:
= 0,366/0,366 = 1.
= 1, что соответствует сухому насыщенному пару.
3. Расчет энтальпии пара
Расчет энтальпии пара проводим по формуле:
ix = i’ * r * , где
i’ — удельная энтальпия кипящей воды; r — удельная теплота парообразования; — 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:
= Рi/Рн, где
Рi — плотность заданного пара; рн = плотность насыщенного пара.
Тогда
Рi = . Рн = 0,8 . 2,547 = 2,0376 кг/м3.
2. Расчет давления перегретого пара
Давления перегретого пара рассчитаем по формуле:
= Рt/Рн, где
— относительная упругость пара при заданной температуре; рп =давление насыщенияпара.
Тогда
Рt = . 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.
Таблицы DPVA.ru — Инженерный Справочник
Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: 
главная страница / / Техническая информация / / Рабочие среды / / Водяной пар. Насыщенный пар. Перегретый пар. (хладагент R718 — газовая фаза) / / Свойства насыщенного водяного пара от 0 до 100 бар. Давление насыщенного. Температура кипения (конденсации). Плотность. Объемная масса. Удельная энтальпия воды и пара. Удельная теплота парообразования. Теплоемкость и вязкость пара.
Свойства насыщенного водяного пара от 0 до 100 бар. Вариант для печати.Давление насыщенного пара. Температура кипения (конденсации). Плотность. Объемная масса (обратная плотность). Удельная энтальпия жидкой воды. Удельная энтальпия пара. Удельная теплота парообразования (конденсации). Теплоемкость пара. Динамическая вязкость пара.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос: |
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru
Начинка: KJR Publisiers
Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team
Free xml sitemap generator
Как читать таблицы водяного пара
Если вы едете по неизвестной местности, вам понадобится карта или навигатор, если вы летите на самолете, вам не обойтись без расписания полётов. Так и таблицы водяного пара необходимы всем пользователям в индустрии пара. В этой статье мы познакомимся с таблицами пара, рассмотрим их виды и немного поговорим о присутствующих в них элементах.
Таблицы насыщенного водяного пара
Таблицы насыщенного водяного пара — необходимый инструмент для любого инженера, работающего с паром. Обычно их используют для определения зависимости температуры насыщенного пара от парового давления или, наоборот, давления от температуры насыщенного пара. Кроме этих параметров, таблицы обычно включают и другие показатели, такие как удельная энтальпия (h) и удельный объём (v).
Данные таблиц насыщенного водяного пара всегда отображают информацию о конкретной точке насыщения известной как точка кипения. Это точка, в которой вода (жидкость) и пар (газ) могут сосуществовать при одинаковых температуре и давлении. Так как H2O может быть и в жидком, и в газообразном состоянии, нам будут необходимы две подборки данных: данные о насыщенной воде (жидкости), которые обычно обозначаются подстрочной буквой f, и данные о насыщенном паре (газе), которые обозначают подстрочной буквой g.
Пример таблицы насыщенного пара
Обозначения:
- P = Давление пара/воды
- T = Точка насыщения пара/воды (точка кипения)
- vf = Удельный объём насыщенной воды (жидкости)
- vg = Удельный объём насыщенного пара (газа)
- hf = Удельная энтальпия насыщенной воды (энергия, необходимая для подогрева воды от 0 °C до точки кипения)
- hfg = Скрытое тепло испарения (энергия, необходимая для трансформации насыщенной воды в насыщенный пар)
- hg = Удельная энтальпия насыщенного пара (энергия, необходимая для получения пара из воды с температурой 0 °C)
* Источник: 1999 таблицы пара Японского общества инженеров-механиков
При нагреве обычно используется скрытое тепло испарения (Hfg). Как видно из таблицы, это скрытое тепло испарения будет выше при более низком давлении. По мере увеличения парового давления скрытое тепло постепенно снижается и достигает 0 при суперкритическом давлении, например, 22.06 МПа.
Полезно знать
Два формата: на основе давления и температуры
Так как давление и температура насыщенного пара напрямую связаны друг с другом, таблицы пара обычно доступны в двух форматах: на основе давления и температуры. В обоих содержится одинаковая информация, но классифицирована она по-разному.
Таблица насыщенного водяного пара, основанная на давлении
| Давл. (изб.) | Темп. | Удельный объём | Удельная энтальпия | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| кПа изб. | °C | м3/кг | кДж/кг | |||
| P | T | Vf | Vg | Hf | Hfg | Hg |
| 0 | 99.97 | 0.0010434 | 1.673 | 419.0 | 2257 | 2676 |
| 20 | 105.10 | 0.0010475 | 1.414 | 440.6 | 2243 | 2684 |
| 50 | 111.61 | 0.0010529 | 1.150 | 468.2 | 2225 | 2694 |
| 100 | 120.42 | 0.0010607 | 0.8803 | 505.6 | 2201 | 2707 |
Таблица насыщенного водяного пара, основанная на температуре
| Темп. | Давл. (изб.) | Удельный объём | Удельная энтальпия | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| °C | кПа изб. | м3/кг | кДж/кг | |||
| T | P | Vf | Vg | Hf | Hfg | Hg |
| 100 | 0.093 | 0.0010435 | 1.672 | 419.1 | 2256 | 2676 |
| 110 | 42.051 | 0.0010516 | 1.209 | 461.4 | 2230 | 2691 |
| 120 | 97.340 | 0.0010603 | 0.8913 | 503.8 | 2202 | 2706 |
| 130 | 168.93 | 0.0010697 | 0.6681 | 546.4 | 2174 | 2720 |
| 140 | 260.18 | 0.0010798 | 0.5085 | 589.2 | 2144 | 2733 |
| 150 | 374.78 | 0.0010905 | 0.39250 | 632.3 | 2114 | 2746 |
Разные единицы измерения: избыточное и абсолютное давление
Таблицы насыщенного пара также используют два различных вида давления: абсолютное и манометрическое (избыточное).
- Абсолютное давление — это нулевая точка по отношению к абсолютному вакууму.
- Манометрическое давление — это нулевая точка по отношению к атмосферному давлению (101.3 кПа).
Таблица насыщенного пара с абсолютным давлением
| Давл. (абс.) | Темп. | Удельный объём | Удельная энтальпия | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| кПа | °C | м3/кг | кДж/кг | |||
| P | T | Vf | Vg | Hf | Hfg | Hg |
| 0 | — | — | — | — | — | — |
| 20 | 60.06 | 0.0010103 | 7.648 | 251.4 | 2358 | 2609 |
| 50 | 81.32 | 0.0010299 | 3.240 | 340.5 | 2305 | 2645 |
| 100 | 99.61 | 0.0010432 | 1.694 | 417.4 | 2258 | 2675 |
Таблица насыщенного пара с избыточным давлением
| Давл. (изб.) | Темп. | Удельный объём | Удельная энтальпия | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| кПа изб. | °C | м3/кг | кДж/кг | |||
| P | T | Vf | Vg | Hf | Hfg | Hg |
| 0 | 99.97 | 0.0010434 | 1.673 | 419.0 | 2257 | 2676 |
| 20 | 105.10 | 0.0010475 | 1.414 | 440.6 | 2243 | 2684 |
| 50 | 111.61 | 0.0010529 | 1.150 | 468.2 | 2225 | 2694 |
| 100 | 120.42 | 0.0010607 | 0.8803 | 505.6 | 2201 | 2707 |
Избыточное давление было придумано для простоты измерения давления по отношению к тому, которое мы обычно испытываем.
В таблицах пара, составленных на основе манометрического давления, атмосферное давление определяется как 0, а в таблицах с абсолютным давлением — 101.3 кПа. А для того чтобы отличать избыточное давление от абсолютного в конце добавляют «изб.», например, кПа изб. или фт/кв. дюйм изб..
Перевести показатели избыточного давления в показатели абсолютного
Для единиц СИ
Давление пара [кПа изб.] = Давление пара [кПа изб.] + 101.3 кПа
Важное замечание: Проблемы могут возникнуть в том случае, если перепутать абсолютное и манометрическое давление, именно поэтому надо быть особенно внимательными с единицами давления, указанными в таблице.
Сводная таблица
Избыточное давление
- Нулевая точка отсчёта при атмосферном давлении*
- Нулевое давление = Атмосферное давление
Абсолютное давление:
- Нулевая точка отсчёта при атмосферном давлении
- Нулевое давление = Абсолютный вакуум
*Атмосферное давление — 101.3 кПа
Таблицы перенасыщенного пара
Информацию о перенасыщенном паре нельзя получить из обычных таблиц насыщенного пара, для этого существуют специальные таблицы перенасыщенного пара. Происходит это потому, что температура перенасыщенного пара в отличии от температуры насыщенного может существенно меняться при одном и том же давлении.
В действительности, количество возможных комбинаций температуры и давления настолько велико, что даже теоретически не представляется возможным собрать их в одной таблице. В результате для перегретого пара используется общая сводная таблица данных о температуре и давлении.
Пример таблицы перенасыщенного пара
В приведенной выше таблице есть данные об удельном объёме (Vg), удельной энтальпии (Hg) и удельном тепле (Sg) при типичных значениях давления и температуры.
Калькулятор определяет параметры насыщенного водяного пара по заданному давлению пара. На основании выбранных параметров насыщенного пара определяются:
-
- температура насыщенного пара (по табличным данным) на линии насыщения;
- плотность насыщенного пара (по табличным данным) на линии насыщения;
- удельная теплота парообразования/удельная энтальпия насыщенного пара (по табличным данным) на линии насыщения;
- удельный объем насыщенного водяного пара (расчет) на линии насыщения;
- удельный объем насыщенного водяного пара (расчет) с учетом степени сухости пара;
- удельная энтальпия воды (расчет) на линии насыщения;
- удельная энтальпия насыщенного пара (расчет) с учетом степени сухости пара;
- масса пара в трубопроводе (расчет);
- масса пара в сосуде/оборудовании (расчет);
- скорость пара в трубопроводе (расчет);
- рекомендуемая скорость пара в трубопроводе (справочные данные).
Определение свойств насыщенного пара.
Определение параметров инженерных систем исходя из выбранных свойств насыщенного пара.
Для выполнения расчета необходимо задать исходные данные выше.
Примечание.
Расчет составлена на базе справочных данных («Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара», Издательство МЭИ, 1999 г.) приведенных в табличном виде.
Степень сухости пара – массовая доля сухого насыщенного пара в влажном. Обычно сухость пара обозначается буквой — Х. Безразмерная величина. Данная величина может быть отрицательной для недогретой до кипения воды и превосходить единицу для перегретого пара. Для насыщенного пара находится в пределах от 0 до 1. При степени сухости насыщенного пара Х=1 пар называют сухой насыщенный пар (СНП). При степени сухости насыщенного пара от 0 до 1 пар называют влажный насыщенный пар.
При эксплуатации паровых котлов, паропроводов, турбин, машини и т.д. стремятся к получению и использованию СНП. Повышение влажности пара (y, y=(1-x)), ведет к увеличению эксплуатационных затрат.
В комментарии к калькулятору приветствуются пожелания, замечания и рекомендации по улучшению программы.
Поделиться ссылкой:
-
Определение степени сухости х влажного
насыщенного пара
Значения х считывается с кривой
х=const, проходящей
через данную точку.
-
Определение удельной энтальпии и
удельной энтропии влажного насыщенного
пара со степенью сухости х
Для заданной точки Сх снимаем с
диаграммы соответствующие значения ix
и Sx.
-
Определение удельной энтальпии и
удельной энтропии сухого насыщенного
пара для заданного Р (или t)
Для заданного Р (или t)
находим соответствующую прямую
парообразования C’C”
и снимаем с диаграммы значения i”
и S”, соответсвующие
точке C”.
-
Определение температуры насыщения
для точки Сх на i—S
диаграмме
Значение
температуры насыщения для точки Сх
снимается с соответствующей прямой
С’C” или изотермы
перегретого пара, проходящей через
точку C”.
-
Определение температуры перегретого
пара (t) и
пароперегрева (Δtпп)
для точки П на изобаре пароперегрева
P=const
С диаграммы снимаем значение температуры
перегретого пара, соответствующее
изотерме, проходящей через точку П в
области перегретого пара. Пароперегрев
определяется как разность между
температурой перегретого пара и
температурой насыщения, соответствующей
давлению Р=const.
-
Определение удельных объемов влажного насыщенного пара (VX) и сухого насыщенного пара (V”)
Для точки Сх на i—S
диаграмме снимаем значение Vx
с изохоры, проходящей через эту точку.
Значение V”
снимается с изохоры, проходящей через
точку С” на прямой C’C”,
включающей точку Сх.
6. Изображение простейших процессов на p-V, t-s и I-s диаграммах. Вычисление параметров водяного пара с помощью этих диаграмм.
Аналитическое определение Q,
A и U
трудоемко из-за того, что к пару —
реальному газу, применимы только
уравнения состояния реального газа,
имеющие сложный вид (например, уравнение
Вукаловича – Новикова).
С помощью i—S
диаграммы этот процесс значительно
упрощается, т.к. сводится к снятию ряда
параметров с i—S
диаграммы и последующему решению простых
уравнений.
Для общности результатов рассмотрим
процессы, переходящие из области влажного
насыщенного пара в область перегретого
пара (или наоборот).
а) Изохорный процесс
0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
Av = 0
qv
= ΔUv
ΔUv = U2
– U1
= (i2
– P2V)
– (i1
– P1V)
Значения
удельных энтальпий i1
и i2, а
также Р1 и Р2
снимают с диаграммы i—S.
б)
Изобарный процесс
Ap = P(V2
– V1)
qp
= i2
– i1
ΔUp
= (i2 –
PV2) –
(i1 –
PV1)
Значения
удельных энтальпий i1
и i2, а
также V1
и V2
снимаются с i—S
диаграммы.
в)
Изотермический процесс
Ат = qт
– ΔUт
qт
= Tн1
(S2
– S1)
ΔUт = (i2
– P2V2)
– (i1 –
P1V1)
Значения i1
и i2, а
также Р1 и Р2,
V1 и V2,
S1 и S2
снимают с i—S
диаграммы.
В отличие от идеального газа у водяного
пара ΔUт
не равно 0 и это неравенство объясняется
затратами внутренней энергии на
совершение работы дисгрегации по
преодолению сил сцепления между
молекулами жидкости при парообразовании.
г)
Адиабатный процесс
AS
= -ΔUS
dqS
= 0
ΔUS
= (i2
– P2V2)
– (i1
– P1V1)
Значения i1
и i2, а
также Р1 и Р2,
V1 и V2,
S1 и S2
снимаются с i—S
диаграммы.
В P—V
диаграмме адиабата в области перегретого
пара описывается уравнением
PVk=const,
где k=1,3
В области ВНП при x
≥ 0,7 адиабата также описывается уравнением
PVk=const,
но показатель адиабаты принимается
значением
k=1,035 +0,1х.
Для сухого насыщенного пара k=1,135.
Н
а
практике показатель адиабаты k
берется одним значением, которое
вычисляется по уравнению
k= ,
аналогичному
уравнению для определения показателя
политропы по двум точкам.
д)
процесс при постоянной степени сухости
В отличие от газов у водяного пара
есть еще один дополнительный изопроцесс,
а именно процесс, протекающий в области
влажного насыщенного пара при постоянном
значении х.
Ax
= qx
– ΔUx
Ux
= (i2
– P2V2)
– (i1
– P1V1)
При получении приближенной формулы
для qx
линия x=const
в области влажного насыщенного пара на
T—S
диаграмме принята прямой.
Значения i1
и i2 а
также Р1 и Р2,
V1 и V2,
S1 и S2
снимают с i—S
диаграммы.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #