Is (hs)-діаграма стану води та водяної пари, Блог про енергетику
енергетика простими словами
is (hs)-діаграма стану води та водяної пари
Розмір:3070х3995 пікселів
Формати:.PDF, .JPG
Діаграмакольорова — ступеня сухості, температура, тиск та об'єм виділені різними кольорами, що робить роботу з діаграмою дуже зручною.
Великий розмір дозволить надрукувати діаграму на форматі А3 і більше.
is-діаграма застосовується для практичних розрахунків процесів водяної пари. На ній теплота та ентальпія вимірюються лінійними відрізками.
is-діаграма має низку важливих властивостей: по ній можна швидко визначити параметри пари і різницю ентальпій у вигляді відрізків, наочно зобразити адіабатний процес, і вирішувати інші завдання.
Так само ви можете використовувати дуже зручну та наочну програму.
Опис is-діаграми
На is-діаграмі зображені термодинамічні процеси:
- Ізобарний процес (p = const) - фіолетові лінії (ізобари),
- Ізотермічний процес (t = const) - зелені лінії (ізотерми),
- Ізохорний процес (v = const) - червоні лінії (ізохори).
Вісь "Х" -ентропія, вісь "Y" -ентальпія.
Сімейство ізобар в області насичення являє собою пучок прямих, що розходяться, починаються на нижній і закінчуються на верхній прикордонній кривій. Чим більший тиск, тим вище лежить відповідна ізобара. Перехід ізобар з області насиченої вологої в область перегрітої пари відбувається без перелому на верхній прикордонній кривій.
У i, s-діаграмі водяної пари наносяться також лінії постійного вмісту пари (x = const) і лінії постійного питомого обсягу (v = const). Ізохори йдуть кількакрутіше, ніж ізобари.
Точка, що зображує цей стан, визначається перетином ізобари та лінії x = const.
Як користуватися is-діаграмою
Для опису скористаємося невеликим завданням. Візьмемо зі стелі умову.
Нехай початкові параметри пари: тиск пари р = 120 бар, температура пари t = 550°С. Пара адіабатно розширюється в турбіні до температури, наприклад, 400 °С.
Для цього буде достатньо.
Адіабатний процес на is-діаграмі - це вертикальна лінія (горизонтальна лінія -дроселювання ). Це для довідки.
Отже, початковий тиск та температура у нас є. Знайдемо цю точку на is-діаграмі:
Нам потрібнаізобару, що відповідає тиску120 бар іізотерму, відповідна температурі550 °С. На їхньому перетині і буде точка, що відповідає початковим параметрам пари в нашому завданні.
Знайшовши цю точку, ми можемо визначити у ній ентальпію і ентропію. Опустивши на осі проекції знайденої точки, дізнаємося значенняентальпії (вісь «Y») таентропії (вісь «Х»).
3480 кДж/кг, S = 6,65 кДж/(кгК)
Далі нам потрібно дізнатись параметри пари після адіабатного розширення. Ми знаємо, що за поставленими нами умовами, пара розширилася та її температура вточці 2 = 400 °С. Я вже згадував, що на is-діаграмі адіабатний процес зображується у вигляді вертикальної лінії. Проведемо цю лінію з точки 1 (початкові параметри) до перетину з ізотермою400 °С.
Отриманоточка 2. Через цю точку проходить ізобара. Вона відповідає тиску50 бар. Ентропія у нас не змінилася, тому що процес адіабатний, а ось ентальпія дорівнювала i = 3200 кДж/кг.
От і все. Далі залишаються лише розрахунки:визначення зміни внутрішньої енергії (Δu), роботи (l, l’) і т.д. Все це вважається за формулами (формули можете знайти у статті «Основні термодинамічні процеси»), а значення та графік процесу розширення пари у вас уже є.