ТОП 10:

ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ВОДЯНОЇ ПАРИ



Мета|ціль| роботи: Визначити залежність між тиском і температурою вологої насиченої пари, а також визначити її ступінь сухості.

Обладнання: Установка для встановлення залежності P = f (tn) у насиченої водяної пари. Установка для визначення ступені сухості насиченої водяної пари.

Теоретична частина

Експериментальним шляхом встановлено, що кожному значенню тиску відповідає певна температура кипіння рідини, яка є одночасно температурою насиченої пари, з підвищенням тиску збільшується температура кипіння рідини. У загальному вигляді зв'язок між тиском і температурою можна виразити рівняннямP = f (tn), де tn – температура насичення. Якщо побудувати у P – t системі координат (рис.3.1) залежність P = f (tn), то точки цієї кривої описують стан двофазної системи „вода – пар”. Діаграму P – t називають фазовою діаграмою.

 

 

Рис.3.1. Залежність P = f (tn)

 

Залежність тиску від температури для фаз, що знаходяться у рівноважному стані, описується рівнянням Клайперона – Клаузіуса:

 

 

де – r- прихована теплота пароутворення, кДж/кг; v" – питомий об'єм сухої насиченої пари, м3/кг; v' – питомий об'єм рідини у процесі кипіння, м3/кг.

Величина прихованої теплоти пароутворення характеризує кількість теплоти, яку необхідно затратити, щоб перетворити 1 кг рідини у процесі кипіння в суху насичену пару за умови сталого тиску.

Волога насичена пара складається з сухої насиченої пари і краплинок киплячої рідини. Вона характеризується тиском Р або температурою tні ступінню сухості x.

Ступінь сухості – це відношення маси сухої насиченої пари mс.п.,що міститься у вологій насиченій парі, до маси вологої пари mв.п:

 

Є наступні методи визначення ступеня сухості пари:

а) метод конденсації – полягає у тому, що волога насичена пара, ступінь сухості якої визначать, подається уводу і вона конденсується. Знаючи масу води m1 і температуру t1 до конденсації пари, масу води m2 і температуру t2 після конденсації, а також тиск пари, можна визначити ступінь сухості за співвідношенням:

 

де mн – маса конденсованої пари, кг; mв – маса води в термостаті, кг;Св – теплоємність води, кДж/(кг∙К); t1 і t2 – температура води до і після конденсації пари, 0С; i- ентальпія киплячої води для даного тиску, кДж/кг; i2 – ентальпія води після конденсації пари, кДж/кг;

б) сепараційний метод – виділення краплинок води з вологої насиченої пари під діею відцентрових сил.

в) електричний метод (ємнісний) – порівняно діелектричної проникливості води (εв = 80) і сухої насиченої пари (εп = 1).

г) дросельний метод полягає утому, що відбірна проба вологої насиченої пари направляється у дросельний калориметр, у якому після дроселювання переходить у стан перегрітої водяної пари. Знаючи тиск Р2 і температуру t2 пари після дроселювання, а також тиск вологої насиченої пари Р і вважаючи початкові і кінцеві ентальпія (i1= i2), за i- S діаграмою знаходять ступінь сухості пари x.

Порядок|лад| виконання роботи

Під час проведення лабораторної роботи необхідно виконати два завдання, а саме: Встановити залежності між тиском і температурою насиченої водяної пари і визначити ступінь сухості вологої насиченої пари.

Завдання 1.Встановлення залежності між тиском і температурою насиченої водяної пари статичним методом

Установку для встановлення залежності між тиском і температурою насиченої водяної пари показано на рис2.3.

Рис.3.2.Схема установки для встановлення залежностіP = f (tn).

1 – калориметр; 2електричний нагрівач; 3манометр; 4 – штуцер; 5 -термопара.

Вона складається з товстостінної посудини (1), ззовні котрої намотаний електричний нагрівач (2). До посудини приєднаний манометр (3), а у штуцер (4) встановлена термопара (5), яка приєднана до потенціометра (6). Посудина (1) наповнена водою так, щоб питомий об'єм води був критичним vкр.

Після ознайомлення з установкою необхідно включити електричний нагрівач та стежити за зміною тиску і температури у посудині. Коли тиск досягне 0,1 МПа починаємо заміряти його значення через 0,2 МПа і одночасно її температуру.

Виміри робимо до величини вказаної керівником. Результати вимірювань заносимо у табл.3.1.

Таблиця 3.1

 

Результати вимірювань

 

Р,МПа                  
tн,0С                  

За цими результатами будуємо в P-tсистемі координат криву залежності P = f (tn). Приховану теплоту пароутворення rвеличини v'і v" знаходимо за таблицями насиченої пари, а значення похідних dp іdT знаходимо за допомогою графіку P = f (tn).Розрахунки заносимо у табл. 3.2.

 

Таблиця 3.2.

Результати обчислення

№ з/п Назва величини Позначення Розмірність Спосіб одержання Числові значення
1. Питомий об'єм води v' м3/кг таблиці насиченої пари  
2. Питомий об'єм пари v" м3/кг таблиці насиченої пари  
3. Приріст тиску dp МПа з графіка P = f (tn)  
4. Приріст температури dT 0С з графіка P = f (tn)  
5. Прихована теплота пароутворення r кДж/(кг∙К  

 

 

Завдання 2.Визначення ступеня сухості вологої насиченої пари методом конденсації

Установку для визначення ступеня сухості насиченої водяної пари показано на рис.3.3. Вона складається з парогенератора (1) з електричним нагрівником (2),термостата (3), заповненого водою, манометра (4)для вимірювання тиску водяної пари, термометра (5) для вимірювання температури води у термостаті та крана (6).

 

Рис.3.3. Схема установки для визначення ступеня







Последнее изменение этой страницы: 2016-04-18; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 34.204.183.113 (0.005 с.)