Введение в специальность: Учебно-методическое пособие для студентов специальности "Промышленная теплоэнергетика", страница 7

        Длина отрезка (b₁–с₁) определится как , а полное изменение энтропии запишется как

+ =,

где r₁– теплота парообразования.

          Так мы найдем  и т.д. и находим  соответственно точки b₁, b₂, b₃  и т.д.; с₁, с₂, с₃ и т.д.

          Точки с₁, с₂, с₃... отображают состояние сухого насыщенного пара или это есть верхняя пограничная кривая.

Точка слияния этой кривой с нижней пограничной кривой является критической точкой (точка К):

t = 374,15 ^оС

= 225,65 кгс/см².

          Если сухому насыщенному пару при Р₁ продолжать сообщать тепло, то пар при неизменном давлении начнет перегреваться и температура его будет расти. При этом энтропия выразится:

.

          Если конечной температурой перегрева будет , то найдем т. d:

  и  т.д.

          Итак, мы получим изобару а–b₁–с₁–d₁.

          Площадь  а–b₁–1–0–а представляет количество тепла, сообщенного воде для доведения ее температуры от 0 ^оС до t_н1. Площадь b₁–с₁–2–1–b₁ – есть теплота парообразования (r).

          Площадь с₁–d₁–3–2–с₁ выражает количество тепла, подведенного к сухому насыщенному пару для превращения его в пар, перегретый до температуры t_ne1. Численно это количество тепла равно .

Контрольные вопросы для самопроверки

          1. Как происходит процесс превращения воды в перегретый пар при постоянном давлении? В каком агрегате совершается на практике такой процесс?

          2. Что понимается под кривыми воды и сухого насыщенного пара? Как иначе называются эти кривые? На какие области разделяются этими кривыми диаграммы V-P и T-S, на которых изображается процесс превращения воды в пар?

          3. В  чем  заключается  цикл  Ренкина  (построить его в диаграммах V-P и 

T-S). Как выражается термический КПД?

          2.3. Тепломассобмен

          Процессы переноса и распространения тепла, влияющие на тепловое состояние тел, имеют место почти во всех отраслях техники. Например, превращение теплоты в механическую работу в тепловых двигателях, их охлаждение, процессы парообразования в котлах, получение холода в холодильных установках и т.д.  сопровождаются передачей тепла от одних тел к другим.

          Учение о процессах переноса тепла называется теплообменом.

Передача тепла теплопроводностью

          Передача тепла от тела с более высокой температурой к телу с меньшей температурой может происходить соприкосновением и излучением. Распространение же тепла внутри твердого тела происходит посредством теплопроводности.

Наиболее теплопроводны металлы, значительно хуже жидкости и совсем плохо газы.

          Твердые вещества, плохо проводящие тепло, называют изоляторами и используют их для покрытия теплообменных аппаратов с целью уменьшения потерь тепла.

          Теплопроводностью тепло передается от одного тела к другому, непосредственно соприкасающимся с ним.

          Хорошо известно, что если на огне держать металлический стержень, то очень скоро, находящийся в руке конец стержня нагреется так сильно, что его невозможно будет держать голыми руками.

          У деревянного стержня передач тепла почти не ощущается.

          Количество тепла, передаваемого теплопроводностью через какое-либо тело за определенный промежуток времени, зависит от:

          1) физических свойств этого тела, характеризуемых коэффициентом теплопроводности;

          2) разности температур в более нагретой и менее нагретой частях тела;

          3) поперечного сечения тела;

          4) длины пути, на котором происходит передача тепла.

          Количество тепла, передаваемого теплопроводностью через плоскую однородную стенку (закон Фурье), математически выражается следующим образом, кДж (ккал):

,

где    – коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом теплопроводности, или просто теплопроводностью данного вещества, ккал/(м×ч×^оС);

         – температуры стенки соответственно со стороны входа и выхода потока тепла, ^оС;

           – поверхность, через которую передается тепло, м²;