Студопедия.Орг Главная | Случайная страница | Контакты | Мы поможем в написании вашей работы!  
 

Обработка результатов эксперимента. Начальная точка 1 расчетного процесса берется в момент закрытия клапана (пробки), который происходит при полном заполнении пароводяной смеси сосуда и выходе



Начальная точка 1 расчетного процесса берется в момент закрытия клапана (пробки), который происходит при полном заполнении пароводяной смеси сосуда и выходе воздуха из сосуда.

Прежде чем проводить расчет, необходимо без соблюдения масштаба изобразить экспериментальный расчетный процесс нагрева воды и водяного пара в р,v- диаграмме (см. рис. 2.2). Удельный объем начала процесса фиксируется точкой 1 в P,v- диаграмме и определяется по формуле:

, (5.1)

где mсм – масса пароводяной смеси в кг (задается ползунком в начале эксперимента);

V – внутренний объем стального сосуда в м3.

Внутренний объем стального сосуда рассчитывается по внутреннему диаметру D и высоте сосуда Н, размеры которых приведены выше:

. (5.2)

Степень сухости пара в начале процесса рассчитывается по формуле:

, (5.3)

где v1′, v1′′ – удельные объемы кипящей жидкости и сухого насыщенного пара начального состояния, определяемые по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара.

Поскольку сосуд жесткий, процесс нагрева считается изохорным. Следовательно, вторую точку процесса можно зафиксировать конечным давлением и начальным объемом.

Далее необходимо определить фазовое состояние воды в конце процесса (точка 2). Для этого при конечном давлении р2 необходимо сравнить температуру пара t2 с температурой насыщения t при этом давлении. Если t2>t, то в конце процесса будет перегретый пар. В этом случае вся вода в сосуде перешла в паровую фазу. Для построения опытной зависимости давления воды от температуры насыщения необходимо найти температуру и давление, при которых наш процесс пересекает линию х=1 (точка 2′ рис. 2.2). Нахождение этих параметров ведется по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2], используя v′′=v1. После определения области состояния насыщения воды и водяного пара процесса 12′ выполняется графическое построение в масштабе зависимости давления насыщения воды и водяного пара от температуры по опытным данным Pн=f(tнопыт.) и по справочным данным [2] Pн=f(tнтабл.) на одной координатной сетке в диапазоне давлений р1–р2′. Сопоставляются опытные и табличные зависимости и делаются выводы о сходимости результатов опытных и табличных данных и характере зависимости Pн=f(tн) для воды и водяного пара.

После качественного анализа процесса выполняется его расчет. В таблицу 1 заносятся параметры всех характерных точек изохорного процесса нагрева воды.

Таблица 1. Параметры характерных точек процесса

Точка 1  
p1 t1 v1 x1 h1 u1
бар оС м3/кг   кДж/кг кДж/кг
           
Точка 2′ (x=1)
p2’ t2’н h2’ u2’    
бар оС кДж/кг кДж/кг    
           
Точка 2
p2 t2 t2н x2 h2 u2
бар оС оС   кДж/кг кДж/кг
           

В результате расчета определяется количество испаренной жидкой фазы воды, начиная с момента герметизации сосуда, количество теплоты, затраченной на испарение этой воды, и количество теплоты, затраченное на реализацию всего процесса 12.

Определение массы испаренной жидкости

Масса жидкой фазы воды в момент герметизации сосуда (точка 1 рис.2) определяется выражением

. (5.4)

В том случае, если процесс 12 завершается в области перегретого пара или на линии х=1, вся эта жидкая фаза воды будет испарена (mисп=m). При завершении процесса в области влажного насыщенного пара масса испаренной жидкой фазы воды будет соответствовать величине

, (5.5)

где – степень сухости пара в конце процесса его изохорного нагрева.

Определение теплоты изохорного процесса

Количество теплоты, идущее только на образование паровой фазы в данном процессе, можно рассчитать двумя методами.

Упрощенный метод

В зависимости от области завершения процесса изохорного парообразования определяется увеличение удельной внутренней энергии пара в этом процессе

, (5.6)

. (5.7)

Выражение 5.6 относится к завершению процесса в перегретом паре, а выражение 5.7 – во влажном насыщенном паре.

Количество теплоты, затраченное на испарение жидкой фазы воды, начиная с момента герметизации сосуда, соответствует выражению

. (5.8)

Полное количество теплоты процесса 12 рассчитывается по выражению

. (5.9)

Все результаты расчета процесса сводятся в таблицу 2.

Точный метод

В этом методе оценивается теплота, имеющая отношение только к массе испаренной паровой фазы воды (mисп). Это количество испаренной воды в начале процесса имеет внутреннюю энергию жидкости в состоянии насыщения (u1), а в конце процесса – внутреннюю энергию сухого насыщенного пара (u2’=u2 или u2x). По таблицам [2] определяются значения энтальпии и удельного объема воды в состоянии насыщения в начале процесса (h1 и v1) и энтальпия и удельный объем сухого насыщенного пара в конце процесса парообразования (h2’, v2’ или h, v2). Определение увеличения удельной внутренней энергии в процессе парообразования в этом случае соответствует выражениям:

, (5.10)

. (5.11)

Выражение 5.10 относится к завершению процесса в перегретом паре, а 5.11 – во влажном насыщенном паре.

Количество теплоты, затраченное на испарение жидкой фазы воды, начиная с момента герметизации сосуда, соответствует выражению

. (5.12)

Все результаты расчета процесса сводятся в таблицу 2.

Таблица 2. Результаты расчета процесса изохорного нагрева воды





Дата публикования: 2015-04-07; Прочитано: 193 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!



studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2024 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.008 с)...