17
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” ВИЗНАЧЕННЯ СТУПЕНЮ СУХОСТІ ВОДЯНОЇ ПАРИ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ для самостійної підготовки до лабораторної роботи №3 з курсу «Енерготехнологія хіміко-технологічних процесів» для студентів базового напрямку 6.051301 «Хімічна технологія», 6.051302 «Хімічна інженерія» та з курсу «Енергозбереження в хімічних технологіях» для студентів базового напрямку 6.050503 «Машинобудування» Затверджено на засіданні кафедри хімічної інженерії Протокол №__ від ________________ ЛЬВІВ – 2013

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”

ВИЗНАЧЕННЯ СТУПЕНЮ СУХОСТІ ВОДЯНОЇ ПАРИ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

для самостійної підготовки до лабораторної роботи №3

з курсу «Енерготехнологія хіміко-технологічних процесів» для студентів

базового напрямку 6.051301 «Хімічна технологія», 6.051302 «Хімічна інженерія»

та з курсу «Енергозбереження в хімічних технологіях» для студентів базового

напрямку 6.050503 «Машинобудування»

Затверджено

на засіданні кафедри

хімічної інженерії

Протокол №__ від ________________

ЛЬВІВ – 2013

Page 2: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

Визначення ступеню сухості водяної пари: Методичні вказівки до

лабораторної роботи №3 з курсу «Енерготехнологія хіміко-технологічних

процесів» для студентів базового напрямку 6.051301 «Хімічна технологія»,

6.051302 «Хімічна інженерія» та з курсу «Енергозбереження в хімічних

технологіях» для студентів базового напрямку 6.050503

«Машинобудування»/Укладачі — д.т.н., проф. Семенишин Є.М., к.т.н., доц.

Троцький В.І., к.т.н., доц. Кіндзера Д.П., к.т.н., ст. викл. Римар Т.І./- Львів:

Видавництво Львівської політехніки, 2013. – 14 c.

Укладачі Семенишин Є.М., д-р техн. наук, проф.,

Троцький В.І., канд. техн. наук, доц.,

Кіндзера Д.П., канд. техн. наук, доц.,

Римар Т.І. канд. техн. наук, ст. викл.

Відповідальний за випуск Атаманюк В.М., д-р техн. наук, проф.

Рецензент Мальований М.С., д-р техн. наук, проф.

Page 3: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

3

Метою роботи є вивчення властивостей води і водяної пари в процесі

пароутворення; визначення і графічне зображення зв’язку між тиском і

температурою в стані насичення; вміння користуватись діаграмами T-S, і- S і

p-i для водяної пари, які широко використовуються в інженерній практиці.

Оскільки в процесі пароутворення водяна пара характеризується ступенем

сухості х, який змінюється від x = 0 (ліва погранична крива) до х = 1 (права

погранична крива), то метою цієї роботи також є побудова і експериментальне

визначення вказаних параметрів в процесі пароутворення.

1. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

В техніці широко використовуються пари різних речовин: води, аміаку,

фреону, сірчаного ангідриду тощо. Найчастіше застосовується водяна пара, яка

використовується як робоче тіло (теплоносій) парових котлів. Відомо, що будь-

яка речовина залежно від зовнішніх умов (температури, тиску) може

знаходитись в газоподібному, рідкому або в твердому стані, а також бути

одночасно в двох або трьох станах (фазах). З якісного боку поведінка парів

різних речовин однакова. Речовина в різних агрегатних станах має різні

властивості внаслідок міжмолекулярної взаємодії. В зв’язку з цим не можна

застосовувати закони ідеальних газів на робочі тіла, стан яких недалекий від

стану рідини. До таких рідин відноситься водяна пара. Для водяної пари не

можна застосовувати рівняння Клапейрона RTPV . Найпростішим

рівнянням, що описує стан реального газу є рівняння Ван-дер-Ваальса

TRba

P

)(

2

, де член

2

a – характеризує так званий внутрішній тиск,

зумовлений силами притягання молекул, а )( b – вільний об’єм без об’єму

молекул, де вони можуть вільно рухатись згідно молекулярно-кінетичної

теорії.

Як показала експериментальна перевірка, це рівняння не дає точних

результатів, а тому для теплотехнічних розрахунків його не рекомендують.

Однак це рівняння є цінним з якісної сторони, оскільки на основі цього

рівняння можна встановити ряд цінних закономірностей. Тому на практиці

користуються відомими даними, які характеризують стан газу (пари). Такі дані

для водяної пари та інших парів можна одержати з і-S- та T-S-діаграм і

відповідних таблиць.

Процес одержання парів з рідини може здійснюватись випаровуванням і

кипінням.

Page 4: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

3

Випаровуванням називають пароутворення, яке відбувається тільки з

вільної поверхні рідини і за будь-якої температури.

Кипінням називають процес пароутворення, який відбувається по всій

масі рідини за підведення певної кількості тепла. Цей процес починається за

досягнення рідиною температури кипіння – насичення.

Температура насичення нT залишається постійною для всього процесу і

залежить від природи речовини і тиску. Зі збільшенням тиску температура

насичення підвищується, тому температура насичення крім природи речовини

є функцією тиску нн PfT . Для того, щоб зрозуміти процес пароутворення розглянемо його в р – υ і

T – s діаграмах рис. 1а і 1б.

а. б.

Рис. 1. Процес пароутворення води у р – υ, та T – s діаграмах

За температури 0 °С вода займає об’єм 0,001 м3, який залишається

практично незмінним, оскільки вода практично не стискається (пряма А – А1)

паралельна осі ординат на віддалі 0,001 м3 від неї.

З моменту нагрівання температура води буде підвищуватись, а об’єм

незначно збільшуватись. За деякої температури нT вода закипить і об’єм

збільшиться до υ'. Скільки б ми не продовжували нагрівати воду температура її

не зміниться.

Процес нагрівання води від 0 °С до нT відобразиться на діаграмах

відрізками a – b. За подальшого нагрівання води почнеться поступове

перетворення води в пару. Цей процес відбуватиметься так довго поки вода

повністю не перейде в пароподібний стан. Отже, на початку процесу

пароутворення є тільки рідина, в кінці – тільки пара. У продовж процесу

пароутворення вода знаходиться у двох агрегатних станах – в рідкому і

пароподібному. Тобто, ці фази знаходяться у взаємній рівновазі. Що стосується

Page 5: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

4

об’єму, то він значно збільшується до значення υ'' за незмінної температури нt .

Цей процес характеризують відрізки b-c на діаграмах р – υ і T – s. Тому цей

процес є одночасно ізобарно-ізотермним. Пара, яка знаходиться в стані, що

відповідає закінченню процесу кипіння (об’єм υ'') точка С називається сухою

насиченою парою, оскільки вся вода википіла. В інтервалі об’ємів υ'' – υ' (b-c)

зберігається суміш води і пари, яку називають вологою насиченою парою.

Щоб зрозуміти, як змінюється співвідношення між водою і парою в

термодинаміці вводять поняття сухість пари (x).

Ступінь сухості пари x визначають з рівняння:

вc.п

c.п

mm

mx

, (1)

де c.пm – маса сухої пари (вода відсутня), кг; Вm – маса води, кг.

В точці b пара відсутня, тобто х = 0, а в точці с вода відсутня, тобто х = 1.

Таким чином, в процесі кипіння ступінь сухості змінюється від 0 до 1. Якщо

тепер до сухої насиченої пари, що займає об’єм υ'' продовжувати підводити

тепло, то за незмінного тиску температура Т і об’єм υ буде збільшуватись.

Пару, температура якої вища за температуру насичення, називають перегрітою

парою. Процес перегріву водяної пари зображується відрізками с - d на рис. 1а

і 1б.

Задачею аналізу трьох стадій одержання перегрітої пари є знаходження

калоричних параметрів початкових і кінцевих станів речовини для кожної

стадії, а також зміна калоричних параметрів u , i , S для ізобарного

процесу на основі першого закону термодинаміки.

pqu p , (2)

)( 12 puqp , (3)

рqiii 12 , (4)

2

1

12T

dqSSS

p . (5)

Для промислових потреб водяну пару одержують в парових котлах

(парогенераторах), в яких постійно підтримується постійний тиск. Проста

схема парогенератора показана на рис. 2.

Холодна вода з збірника живильним насосом 1 подається на підігрів у

водяний економайзер 2, де за рахунок тепла димових газів нагрівається до

температури кипіння нT . З економайзера вода поступає у барабан-сепаратор 5,

а потім в систему випарних трубок 7 і 8. За рахунок підведення теплоти від

димових газів частина води перетворюється в пару. Пароводяна суміш

піднімається в барабан-сепаратор 5, де розділяється на суху насичену пару і

Page 6: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

5

воду, яка знову повертається в випарний контур. Одержана суха насичена пара

із барабана-сепаратора 5 поступає в пароперегрівач 6, де за рахунок теплоти

димових газів перегрівається до необхідної температури. Таким чином, процес

одержання перегрітої пари складається з трьох послідовних стадій: підігріву

води до температури кипіння, пароутворення і перегріву пари.

Рис. 2. Принципова схема парового котла: 1 – живильний насос;

2 – водяний економайзер; 3 – резервуар з водою; 4 – топка котла; 5 – барабан-

сепаратор котла; 6 – пароперегрівач; 7, 8 – внутрішній та зовнішній контур

труб для циркуляції води

2. ОПИС ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ УСТАНОВКИ

Схема експериментальної установки наведена на рис. 3. У паровому котлі

експериментальної установки утворюється волога насичена водяна пара,

ступінь сухості х якої необхідно визначити. Манометр 2 показує надлишковий

тиск пари. Через відкритий кран 3 пара може через шланг 4 поступати в бачок

6, де в процесі охолодження конденсується. Утворений конденсат змішується з

водою, яка знаходиться у бачку. Температура цієї суміші вимірюється

термометром 5. Бачок для конденсації пари розміщений в калориметричній

бані, щоб зменшити втрати теплоти в довкілля. Для визначення кількості

утвореного конденсату до складу установки входить вага 8.

Page 7: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

6

Рис. 3. Схема експериментальної установки: 1 – експериментальний

паровий котел; 2 – манометр; 3 – кран; 4 – шланг; 5 – термометр; 6 –

ємність для конденсату; 7 – калориметрична баня; 8 – вага

3. МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ ЕКСПЕРИМЕНТУ

У лабораторній роботі для визначення ступеню сухості водяної пари

використовується калориметричний метод.

Роботу виконують у такій послідовності:

1. Посудина 6 для конденсації пари заповнюється водою приблизно на 2/3,

зважується на вазі і поміщається в калориметричну баню. Розмішуючи воду,

визначають її температуру до початку досліду. Термометр 5, закріплений у

кришці калориметра, залишається у воді до кінця досліду.

2. За манометром 2, встановленим в котлі 1, визначають надлишковий

тиск рнад, атмосферний тиск рбар визначають барометром, а відтак абсолютний

тиск пари рабс визначають за формулою:

барнадабс ррр .

3. Гумовий шланг 4 закріплюється на крані, який розміщений на кришці

котла. Кран повільно відкривається, і пара по шлангу випускається в

атмосферу. Це необхідно для прогрівання шланга з тим, щоб зменшити втрати

теплоти в довкілля.

Після прогрівання шланг опускають у бачок з водою, і починається

конденсація пари. Під час цього необхідно безперервно стежити за

температурою. Якщо температура води у бачку підвищиться на 50 – 60 °С від

початкової, то дослід припиняють. Шланг виймають з бачка і закривають кран

на котлі (бажано робити одночасно).

4. Термометр 5 виймають з бачка, а ємність з водою зважують на вазі 8.

5. Результати експерименту вносять до протоколу випробувань (табл. 1.).

Page 8: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

7

Таблиця 1.

Протокол випробувань

Барометричний тиск рбар = … мм рт.ст.

Надлиш-

ковий

тиск у

котлі

Маса

бачка

без

води

Маса

бачка з

водою

до

досліду

Маса

води

до

досліду

Маса

бачка з

водою

після

досліду

Маса

води

після

досліду

Темпе-

ратура

води

до

досліду

Темпе-

ратура

води

після

досліду

рнад,

кгс/см2

m0,

кг

m0+m1,

кг

m1,

кг

m0+m2,

кг

m2,

кг t1, °С t2, °С

4. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ЕКСПЕРИМЕНТУ

1. Розраховуємо абсолютний тиск водяної пари в котлі:

.кгс/см,5,735

2барнадабс

ррp

2. За термодинамічними властивостями води і насиченої водяної пари

(табл. №5), знаючи абсp , знаходимо ентальпію киплячої води і та теплоту

пароутворення r.

3. Оскільки теплоємність води мало залежить від температури, то для

спрощення розрахунків при температурах води t1 і t2 можна прийняти

1pc = 2pc =4,2 кДж/кг .

4. Визначаємо ентальпії води масою 1m (до досліду) і масою 2m

(після

досліду) :

кДж,1111 tcmІ p ;

кДж,2222 tcmI p .

5. Зміна ентальпії в досліді розраховується за виразом:

кДж,12 III .

6. Визначаємо питому ентальпію вологої насиченої пари:

кДж/кг,12 mm

Iix

.

7. Знаходимо ступінь сухості водяної пари скориставшись відомою

залежністю для ентальпії вологої насиченої пари:

rxiiixixixiix ''"'1'" ,

звідки

r

iix x ' .

Page 9: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

8

8. Перевіряємо знайдене значення ступеню сухості пари х за діаграмою i-s,

де також знаходимо tн, υx, sx і заповнюємо підсумкову табл. 2.

Таблиця 2.

Звідна таблиця результатів розрахунків

Абсо-

лютний

тиск

пари

Питома

ентальпія

вологої

насиченої

пари

Ступінь сухості

пари x Воло-

гість

пари

Темпе-

ратура

водяної

пари

Питомий

об’єм

вологої

насиченої

пари

Ентропія

вологої

насичено

ї пари

визна-

чений за

формулою

Знайдений

за i-s

діаграмою

pабс,

кгс/см2

іx,

кДж/кг – – y=1-x tн, °С υx, м

3/кг

sx, кДж/

(кг·К)

5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

5.1. Побудова таблиць і діаграм водяної пари

Кожен студент працює за індивідуальним завданням, яке вибирає

відповідно до свого номера п в журналі:

cтnn ,

де cтn – номери прізвища студента в списку групи і самої групи.

Відтак за номером п, студент знаходить тиск (ата), ступінь сухості і по

таблиці водяної пари температури (°С) за формулами:

.500;1,030

;005,0400,0

;;1,00,200

;1,00,100;01,000,10

;050,0000,1;001,0030,0

кр65

43

21

ntnt

nx

ppnp

npnp

npnp

ca

Далі студент будує ліву і праву гілки пограничної кривої у координатах Т-

s і і-s, наносить критичну точку К (рис. 4, рис. 5). Для одного значення х

(заданого в індивідуальному завданні) будується крива сталого ступеню

сухості пари (рис.4). Значення ентальпії і ентропії під час побудови цієї кривої

студент розраховує за формулами:

xixiix 1'" ;

xsxssx 1 .

Page 10: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

9

Перед виконанням побудов зручно заповнити табл. 3, у яку вносять дані з

таблиць насиченої пари (табл. 5). Тиски, виражені у ата (кгс/см2) необхідно

перевести в кПа або МПа, враховуючи, що 1 кгс/см2 = 98 066 Па.

Таблиця 3

p tн Tн i' s' i" s'' i"x i'(1-x) ix s"x s"(1-x) sx

кПа °С К

кг

кДж

Ккг

кДж

кг

кДж

Ккг

кДж

кг

кДж

Ккг

кДж

p1=… tн1=… Тн1=…

p2=… tн2=… Тн2=…

p3=… tн3=… Тн3=…

p4=… tн4=… Тн4=…

p5=… tн5=… Тн5=…

Побудови краще виконувати на міліметрівці стандартного формату.

Рекомендовані масштаби:

у 1 см: 200; 400; 500 кДж/кг – ентальпія;

0; 0,5; 1,0 кДж/(кг·К) – ентропія;

25, 50, 100 °С – температура.

Наступним етапом студент, використовуючи таблиці перегрітої пари,

будує криві двох ізобар (р2 і р4) і двох ізотерм (tн2 і tн4). Ці ізобари і ізотерми

необхідно будувати в межах свого графіку. Під час побудови заповнюють

табл. 4.

Далі студент зображує на цих же діаграмах процес нагріву (рис. 4) від ta до

tc по ізобарі p4, визначає ентальпію і ентропію в початковій і кінцевій точках; а

також визначає і зображує кількість теплоти в результаті цього процесу q ,

теплоту нагрівання води нвq , теплоту пароутворення r і теплоту перегрівання

пари пeq за такими залежностями:

ac iiq

aiiq 'нв

'" iir "пe iiq c

Page 11: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

10

Рис. 4. Побудова і-s діаграми водяної пари і процесів а-с, c-d, е-т

Таблиця 4

p,

кПа

t,

°C T, К

i,

кг

кДж

s,

Ккг

кДж

t T i s t T i s t T i s

p2=…

p4=…

t, °C T,

К

p,

кПа

i,

кг

кДж

s,

Ккг

кДж

t P i s t P i s t p i s

tн2=…

tн4=…

На наступному етапі студент зображує оборотний адіабатний процес

розширення пари на тих же двох діаграмах від точки с до точки d, в якій тиск

рівний р1, визначає параметри в кінці цього процесу (температуру, ступінь

сухості, ентальпію).

i’’

ik

ih

i’

і

Page 12: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

11

Крім того необхідно визначити та зобразити на двох діаграмах роботу,

отриману в результаті здійснення процесу розширення пари за залежністю:

cdcd iil .

Рис. 5. Побудова T-s діаграми водяної пари і процесів а-с, c-d

Потім студент зображує на і-s діаграмі процес дроселювання е-т з точки е

з тиском 300 ата і температурою 400 °С до тисків р', р4, р3, р", р2 і будує

таблицю значень ступеня сухості і температури в кінцевих точках.

Індивідуальне завдання додається до контрольної роботи або

екзаменаційного контролю і впливає на остаточну оцінку з курсу

«Енерготехнологія хіміко-технологічних процесів»

Page 13: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

12

Рис. 6. і-S діаграма для водяноі пари.

і, кДж/кг

Page 14: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

13

Таблиця 5.1

Термодинамічні властивості води і водяної пари в стані насичення

(аргумент - температура)

t,

°С

T,

К

p,

бар v', м

3/кг v'', м

3/кг

h',

кДж/кг

h'',

кДж/кг

r',

кДж/кг

s',

кДж/(кг·К)

s'',

кДж/(кг·К)

0,01 273,16 0,006112 0,00100022 206,175 0,000614 2501,0 2501,0 0,0000 9,1562

10 283,15 0,012271 0,0010003 106,419 41,99 2519,4 2477,4 0,1510 8,9009

20 293,15 0,023368 0,0010017 57,833 83,86 2537,7 2453,8 0,2963 8,6674

50 323,15 0,12335 0,0010121 12,048 209,26 2591,8 2382,5 0,7035 8,0771

80 353,15 0,47359 0,0010292 3,4104 334,92 2643,8 2308,9 1,0752 7,6135

100 373,15 1,01325 0,0010437 1,6738 419,06 2676,3 2257,2 1,3069 7,3564

110 383,15 1,4326 0,0010519 1,2106 461,32 2691,8 2230,5 1,4185 7,2402

120 393,15 1,9854 0,0010606 0,89202 503,7 2706,6 2202,9 1,5276 7,1310

130 403,15 2,7012 0,0010700 0,66851 546,3 2720,7 2174,4 1,6344 7,0281

140 413,15 3,6136 0,0010801 0,50875 589,1 2734,0 2144,9 1,7390 6,9307

150 423,15 4,7597 0,0010908 0,39261 632,2 2746,3 2114,1 1,8416 6,8381

160 433,15 6,1804 0,0011022 0,30685 675,5 2757,7 2082,2 1,9425 6,7498

180 453,15 10,027 0,0011275 0,19381 763,1 2777,1 2014,0 2,1393 6,5838

200 473,15 15,551 0,0011565 0,12714 852,4 2791,4 1939,0 2,3307 6,4289

250 523,15 39,776 0,0012513 0,05002 1085,8 2799,5 1713,7 2,7936 6,0693

300 573,15 85,917 0,0014041 0,02162 1345,4 2748,4 1403,0 3,2559 5,7038

330 603,15 128,65 0,0015614 0,01296 1527,5 2665,5 1138,0 3,5546 5,4414

350 623,15 165,37 0,0017407 0,008822 1672,9 2566,1 893,2 3,7816 5,2149

370 643,15 210,53 0,002231 0,004958 1896,2 2335,7 439,5 4,1198 4,8031

374 647,15 220,84 0,002834 0,003482 2039,2 2150,7 111,5 4,3374 4,5096

Параметри критичного стану

Тиск 221,15 бар

Температура 374,12°С

Питомий об'єм 0,003147 м3/кг

Питома ентальпія 2095,2 кДж/кг

Питома ентропія 4,4237 кДж/кг

Page 15: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

14

Таблиця 5.2

Термодинамічні властивості води і водяної нари в стані насичення

(аргумент - тиск)

р,

бар

t,

°С v', м

3/кг v'', м

3/кг h', кДж/кг h'', кДж/кг r', кДж/кг s', кДж/(кг·К) s'', кДж/(кг·К)

0,010 6,982 0,0010001 129,208 29,33 2513,8 2484,5 0,1060 8,9756

0,100 45,83 0,0010102 14,676 191,84 2584,4 2392,6 0,6493 8,1505

0,30 69,12 0,0010223 5,2308 289,31 2625,3 2336,0 0,9441 7,7695

1,00 99,63 0,0010434 1,6946 417,51 2675,7 2258,2 1,3027 7,3608

2,0 120,23 0,0010608 0,88592 504,7 2706,9 2202,2 1,5301 7,1286

3,0 133,54 0,0010735 0,60586 561,4 2725,5 2164,1 1,6717 6,9930

4,0 143,62 0,0010839 0,46242 604,7 2738,5 2133,8 1,7764 6,8966

5,0 151,85 0,0010928 0,37481 640,1 2748,5 2108,4 1,8604 6,8215

6,0 158,84 0,0011009 0,31556 670,4 2756,4 2086,0 1,9308 6,7598

8,0 170,42 0,0011150 0,24030 720,9 2768,4 2047,5 2,0457 6,6618

10,0 179,88 0,0011274 0,19430 762,6 2777,0 2014,4 2,1382 6,5847

20,0 212,37 0,0011766 0,09953 908,6 2797,4 1888,8 2,4468 6,3373

30 233,84 0,0012163 0,06662 1008,4 2801,9 1793,5 2,6455 6,1832

40 250,33 0,0012521 0,04974 1087,5 2799,4 1711,9 2,7967 6,0670

50 263,92 0,0012858 0,03941 1154,6 2792,8 1638,2 2,9209 5,9712

100 310,96 0,0014526 0,01800 1408,6 2724,4 1315,8 3,3616 5,6143

150 342,12 0,0016580 0,01035 1612,2 2611,6 999,4 3,6877 5,3122

180 356,96 0,0018380 0,007534 1733,4 2514,4 781,0 3,8739 5,1135

200 365,71 0,002038 0,005873 1828,8 2413,8 585,0 4,0181 4,9338

220 373,68 0,002675 0,003757 2007,7 2192,5 184,8 4,2891 4,5748

Параметри критичного стану

Тиск 221,15 бар

Температура 374,12°С

Питомий об'єм 0,003147 м3/кг

Питома ентальпія 2095,2 кДж/кг

Питома ентропія 4,4237 кДж/кг

Page 16: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

15

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Яка пара називається вологою насиченою, сухою насиченою та

перегрітою?

2. Що таке волога насичена пара, суха насичена пара?

3. Що таке ступінь сухості водяної пари?

4. На що витрачається теплота, яка підводиться під час пароутворення?

5. Як зображується процес пароутворення (р = const) в діаграмах p-υ і T-s?

6. Як визначаються параметри вологої пари і води з допомогою діаграми

і – s і Т – s ?

7. Як визначаються параметри вологої пари за допомогою таблиць?

8. У чому полягає зручність i- s діаграм?

9. Який характер ізотерм, ізохор, ізобар в координатах T - s, i - s, p – υ?

10. Як досліджувати процес дроселювання за допомогою діаграми i – s?

ЛІТЕРАТУРА

1. Жуховицкий Д.Л. Термодинамика и теплопередача. Лабораторнный

практикум. Ульяновск, 2000.–88с.

2. Семенишин Є.М., Мальований М.С. Енерготехнологія хіміко-

технологічних процесів: навч. посібник / Видавництво Львівської політехніки,

Львів.: 2005. – 407 с.

3. Сухий М.П., Карпенко О.О. Енерготехнологія хіміко-технологічних

процесів: навч. посібник / Український держ. хіміко-технологічний ун-т. – Д.:

УДХТУ, 2006. — 202c.

4. Колієнко А.Г. Термодинаміка. – Львів, 2006. – 128 с.

5. Чепурний М.М., Ткаченко С.Й. Основи технічної термодинаміки.

Вінниця, – „Поділля-2000”. – 2004. – 352с.

6. Константанів С.М. Технічна термодинаміка. – К.: Політехніка, 2001. –

368с.

Page 17: МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИlpce.lviv.ua/wp-content/uploads/2014/11/ethp_lab_3.pdf · 2014-11-07 · 5. ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

16

НАВЧАЛЬНЕ ВИДАННЯ

ВИЗНАЧЕННЯ СТУПЕНЮ СУХОСТІ ВОДЯНОЇ ПАРИ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

для самостійної підготовки до лабораторної роботи №3

з курсу «Енерготехнологія хіміко-технологічних процесів» для студентів

базового напрямку 6.051301 «Хімічна технологія», 6.051302 «Хімічна

інженерія» та з курсу «Енергозбереження в хімічних технологіях» для

студентів базового напрямку 6.050503 «Машинобудування»

Укладачі Семенишин Є.М., д-р техн. наук, проф.,

Троцький В.І., канд. техн. наук, доц.,

Кіндзера Д.П., канд. техн. наук, доц.,

Римар Т.І. канд. техн. наук, ст. викл.