1. Основные термодинамические параметры состояния.
Поскольку одно и тоже тело, одно и тоже вещество при разных условиях может находиться в разных состояниях, (пример: лед–вода–пар, одно вещество при разной температуре) вводятся, для удобства, характеристики состояния вещества - так называемые параметры состояния.
Перечислим основные параметры состояния вещества:
Температура тел - определяет направление возможного самопроизвольного перехода тепла между телами.
В настоящее время в мире существует несколько температурных шкал и единиц измерения температуры.. Наиболее распространенная в Европе шкала Цельсия где нулевая температура – температура замерзания воды при атмосферном давлении, а температура кипения воды при атмосферном давлении принята за 100 градусов Цельсия (° С). В Северной Америке используется шкала Фаренгейта. Для термодинамических расчетов очень удобна абсолютная шкала или шкала Кельвина. За ноль в этой шкале принята температура абсолютного нуля, при этой температуре прекращается всякое тепловое движение в веществе. Численно один градус шкалы Кельвина равен одному градусу шкалы Цельсия.
Температура, выраженная по абсолютной шкале, называется абсолютной температурой.
Соотношение для перехода от градусов Цельсия к градусам Кельвина:
T [K] = t [° C] + 273.15
T-температура в Кельвинах;
t – температура в градусах Цельсия.
Давление - представляет собой силу, действующею по нормали к поверхности тела и отнесенную к единице площади этой поверхности.
Для измерения давления применяются различные единицы измерения. В стандартной системе измерения СИ единицей служит Паскаль (Па).
Соотношение между единицами:
1 бар = 105 Па
1 кг/см2 (атмосфера) = 9.8067ґ 104 Па
1мм рт. ст (миллиметр ртутного столба) = 133 Па
1 мм вод. ст. (миллиметр водного столба) 9.8067 Па
Плотность – отношение массы вещества к объему занимаемому эти веществом.
r = m / V
Удельный объем - величина обратная плотности т.е. отношения объема занятого веществом к его массе.
v = 1/r = V / m
2. Термодинамические процессы реальных газов.
1. Изохорный процесс.
Изохорный процесс - процесс, происходящий при постоянном объеме
Давление газа пропорционально его температуре.
Вся подведенная теплота расходуется на изменение внутренней энергии рабочего тела
2. Изобарный процесс - процесс, происходящий при постоянном давлении.
Удельный объем газа пропорционален его температуре
Вся подведенная теплота расходуется на изменение энтальпии рабочего тела
Работа процесса равна произведению давления на изменение объема.
Следовательно, касательная, проведенная к кривой процесса в TS - координатах, отсекает на оси S отрезок, численно равный изобаррной теплоемкости Ср.
3. Изотермический процесс.
Изотермический процесс - процесс, происходящий при постоянной температуре.
4. Адиабатический (изоэнтропный) процесс.
Адиабатный процесс - процесс, совершающийся при отсутствии теплообмена рабочего тела с окружающей средой.
5. Политропный процесс.
Политропный процесс - процесс, в котором изменяются все параметры состояния, а теплоемкость остается постоянной.
3. Принципиальные схемы паротрубных установок
Принципиальная схема ПТУ показана на рис.7.1 и процесс получения работы происходит в следующим образом. В паровом котле (1) и в перегревателе (2) теплота горения топлива передается воде. Полученный пар поступает в турбину (3), где происходит преобразование теплоты в механическую работу, а затем в электрическую энергию в электрогенераторе (4). Отработанный пар поступает в конденсатор (5), где отдает теплоту охлаждающей воде. Полученный конденсат насосом (6) отправляется в питательный бак (7), откуда питательным насосом (8) сжимается до давления, равного в котле, и подается через подогреватель (10) в паровой котел (1).
