Исследование процесса изохорного нагревания воздуха и водяного пара

Иркутский Государственный  Технический Университет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра Теплоэнергетики

 

ОТЧЕТ

 

По лабораторной работе: «Исследование процесса изохорного нагревания воздуха и водяного пара»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                            Выполнил: студент группы ЭСТб-11-1

                                                             Буйнов С. А.

 

                                           Проверил: доцент Герасимова Н.П.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск 2012

 Лабораторная работа  №8

 

 

Цель работы:

 

Изучение зависимости  между давлением и температурой вещества в двух- и однофазной областях в процессе изохорного нагревания при  значениях удельного объема меньше и больше критического.

 

 

Задания:

 

1. Определить экспериментально  зависимость между  давлением и температурой для  воды и водяного пара при постоянном объеме.
2. Провести опыт  с двумя изохорами  соответствующими различным удельным объемам.

 

 

Схема установки  для изохорного нагревания воды и водяного пара:

 

 

1 – сосуд;                                                6 – электронагреватель;

2 – манометр;                                          7 – милливольтметр.

3 – металлический кожух;

4 – гильза;

5 – спай хромель –  копелевой термопары;

Таблица 1. Расчет параметров для 

№
1	10	1	1,096	181
2	20	2	2,096	212
3	30	3	3,096	234
4	40	4	4,096	250
5	50	5	5,096	263
6	60	6	6,096	273
7	70	7	7,096	275
8	80	8	8,096	278
9	90	9	9,096	279,6
10	100	10	10,096	280,6
11	110	11	11,096	281
12	120	12	12,096	281,5
13	130	13	13,096	282,5
14	140	14	14,096	283,5
15	150	15	15,096	284,4
16	160	16	16,096	285,4
17	170	17	17,096	286,3

 

   

Для ненасыщенного  состояния воды при Р=17 МПа, Р=16 МПа, Р=15МПа определить v из справочника Александрова и усреднить их. Вычислить m по формуле: ,           . Вычислить степень сухости по формуле:     .

- удельный объем кипящей воды, ;

- удельный объем сухого насыщенного  пара, .

, взяты при .

=0,0010420 ;

=1,7773 .

           

                 

 

 

 

Таблица 2. Расчет параметров для 

 

№
1	6,40	0,64	0,736	173
2	8,86	0,886	0,982	185
3	11,34	1,134	1,23	198
4	13,74	1,374	1,47	208
5	16,24	1,624	1,72	217
6	18,64	1,864	1,96	226
7	21,14	2,114	2,21	234
8	23,54	2,354	2,45	241
9	26,04	2,604	2,70	247
10	28,44	2,844	2,96	252
11	31,04	3,104	3,20	257
12	33,34	3,334	3,43	261
13	35,80	3,580	3,676	266
14	38,20	3,820	3,916	271
15	40,70	4,070	4,166	276
16	43,10	4,310	4,406	281
17	45,60	4,560	4,656	286
18	48,0	4,800	4,896	294
19	50,5	5,050	5,146	304
20	53,0	5,300	5,396	311

 

   

Для состояния  сухого насыщенного пара при Р=17 МПа, Р=16 МПа, Р=15МПа определить v из справочника Александрова и усреднить их. Вычислить m по формуле: ,           . Вычислить степень сухости по формуле:     .

- удельный объем кипящей воды, ;

- удельный объем сухого насыщенного  пара, .

, взяты при .

=0,0010420 ;

=1,7773 .

 

  

          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описание  графика кривой насыщения и изохоры  в P,t – координатах:

 

К жидкостям  с различной массы, замкнутых  в сосудах (v=const), подводится теплота от внешнего источника. Вода нагревается до стояния кипения. Дальнейший подвод теплоты к этой системе может дать два результата:

1) Дальнейший  подвод теплоты будет приводить  к конденсации насыщенного пара. Так как объем постоянный, то  давление будет возрастать с  ростом температуры. При  этом  количество жидкости в системе  остается неизменным. Состоянию  системы соответствует изохора, расположенная выше кривой насыщения. Процесс происходит при условии - .

2) Дальнейший  подвод теплоты будет приводить  к испарению жидкости. Так как  объем постоянный, то давление  будет возрастать с ростом  температуры. При  этом количество жидкости в системе уменьшается, а количество пара увеличивается. Состоянию системы соответствует изохора, расположенная ниже кривой насыщения. Процесс происходит при условии - .

 

Описание  графика кривой насыщения и изохоры в P,v – координатах:

 

В P,v – координатах показана область влажного насыщенного пара и сухого перегретого пара. Изобара представлена тут в виде прямой вертикальной линии.

Точка 1 соответствует состоянию  пароводяной смеси в первом сосуде  до нагрева ( ). При достижении  некоторой температуры весь сосуд оказывается заполненным водой и при дальнейшем нагревании изохора переходит в область жидкости.

Точка соответствует состоянию пароводяной смеси во втором сосуде  до нагрева ( ). При повышении температуры происходит нагревание воды и ее уровень понижается. При достижении некоторой температуры весь сосуд оказывается заполненным сухим насыщенным паром и дальнейшее его нагревание происходит в области  перегретого пара. Этот процесс обозначен точкой .

 

 

 

 

 

Вывод:

 

В данной лабораторной работе  мы изучили зависимости  между  давлением и температурой вещества в двух- и однофазной областях в  процессе изохорного нагревания при  значениях удельного объема больше и меньше критического.