H, s-diagram

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2018. december 21-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 2 szerkesztést igényelnek .

H, s-diagram (cheat. "ash-es-diagram") (írás kisbetűkkel: "h, s-diagram", korábban i, s-diagram, szintén - Mollier diagram ) - a hőfizikai tulajdonságainak diagramja folyadék és gáz (főleg vízben és vízgőzben ), amely a különböző tulajdonságok változásának jellegét mutatja, az állapot paramétereitől függően. Alapvetően a víz és gőz h, s-diagramja kapott nagy hasznot, mivel a hőtechnikában a vizet és a gőzt használják leggyakrabban munkaközegként relatív olcsóságuk és elérhetőségük miatt, és erre fordítják a legtöbb figyelmet. a diagramnak az a része, amelyben a víz gőzállapotban van , mivel folyékony állapotban gyakorlatilag összenyomhatatlan.

Létrehozás

A hőenergia-iparban és más iparágakban a berendezések kiválasztására és a termikus folyamatok modellezésére vonatkozó műszaki és gazdasági számítások elvégzésekor megbízható, ellenőrzött adatokra van szükség a víz és a gőz termofizikai tulajdonságairól széles nyomás- és hőmérséklet -tartományban .

A víz és a vízgőz tulajdonságainak vizsgálata terén folytatott hosszú távú nemzetközi együttműködés lehetővé tette a különböző tulajdonságok speciális táblázatokban történő leírására szolgáló egyenleteket tartalmazó nemzetközi normatív anyagok kidolgozását és bevezetését. Ezen egyenletek alapján, amelyek megfelelnek a Nemzetközi Tudományos és Általános Egyenletrendszer (The IFC Formulation for Scientific and Generale Use) követelményeinek, a víz és a gőz termofizikai tulajdonságairól részletes táblázatokat állítottak össze és tettek közzé, amelyek széles körben elterjedtek. a mérnöki hőtechnikai számítások gyakorlatában használják. A nemzetközi egyenletek szerinti számítással kapott adatokat a Szovjetunióban is elfogadták, és megkapták a víz és a gőz termodinamikai tulajdonságait tartalmazó táblázatok meghatározását. Tartalmaztak dinamikus viszkozitási adatokat is.

Richard Mollier német termofizikus még 1904 -ben kidolgozott egy speciális diagramot a hőtechnikai gyakorlati problémák megoldásának egyszerűsítésére és megkönnyítésére, amelyen az állapottáblázatokból származó információk grafikusan jelennek meg az entalpia ( ) és az entrópia ( ) koordinátáiban. 1906- ban jelent meg Berlinben New Tables and Diagrams for Water Vapor című könyve . Ezt követően egy ilyen diagramot Mollier-diagramnak neveztek. A Szovjetunióban az i, s-diagram elnevezést egy ideig elfogadták , jelenleg pedig az -h, s-diagramot . $h$ $s$

Szerkezet

A H, s-diagramok leggyakrabban a folyékony és gáz halmazállapotú víz tulajdonságairól tartalmaznak adatokat , mivel hőtechnikai szempontból ezek a legérdekesebbek.

A szárazság foka egy olyan paraméter, amely a telített gőz tömeghányadát mutatja víz és vízgőz keverékében. Az érték a forrás (telítettség) pillanatában a víznek felel meg . A , érték azt jelzi, hogy csak gőz van jelen a keverékben. Amikor a megfelelő pontokat a víz és a vízgőz tulajdonságairól szóló referenciakönyvek telítési táblázataiból vett koordinátákban ábrázoljuk , amikor összekapcsolják őket, olyan görbéket kapunk, amelyek megfelelnek bizonyos szárazsági fokoknak. Ebben az esetben a vonal az alsó határgörbe és a felső határgörbe. Az ezen görbék közé zárt terület a nedves gőz területe. A görbe alatti terület , amely szinte egyenes vonallá húzódik össze (nincs ábrázolva), víznek felel meg. A görbe feletti terület a túlhevített gőz állapotának felel meg. $x=0$ $x=1$ $(h,s)$ $x=0$ $x=1$ $x=0$ $x=1$
Kritikus pont ( K ). Egy bizonyos, kellően magas nyomáson, amelyet kritikusnak neveznek , a víz és a gőz tulajdonságai azonosakká válnak. Azaz eltűnnek a fizikai különbségek az anyag folyékony és gáz halmazállapota között. Az ilyen állapotot az anyag kritikus állapotának nevezzük, amely megfelel a kritikus pont helyzetének. Meg kell jegyezni, hogy a határgörbén sokkal balra esik a görbe maximumától.
Izoterma - izolin , amely a pontok egy bizonyos hőmérsékletnek megfelelő entalpia és entrópia értékei alapján történő kombinálásának módszerével épül fel. Az izotermák megszakítással metszik a határgörbéket, és a felső határgörbétől távolodva aszimptotikusan közelítenek a vízszinteshez. Az egyszerűség kedvéért az ábrán csak három izoterma látható:
- $t+\Delta t$
- $t$
- $t - \Delta t$
Az izobár egy olyan izovonal, amelyet a pontok egy bizonyos nyomásnak megfelelő entalpia- és entrópiaértékek szerinti kombinálásával hoznak létre. Az izobároknak nincs törésük a határgörbék áthaladásakor. A diagram csak három izobárt mutat:
- $p + \Delta p$
- $p$
- $p - \Delta p$
Az izokor egy olyan izolátum, amelyet a pontok egy bizonyos térfogatnak megfelelő entalpia és entrópia értékei alapján történő kombinálásának módszerével állítanak elő. A h, s-diagramon a túlhevített gőz tartományában lévő izochorok mindig meredekebbek, mint az izobárok, így könnyebb felismerni őket az egyszínű diagramokon. Az izokorok felépítése alaposabb munkát igényel az állapottáblázattal. A diagram csak három izokort mutat:
- $v - \Delta v$
- $v$
- $v + \Delta v$

Az izotermák és az izobárok a nedves gőz régióban egybeesnek, a Gibbs-fázisszabálynak megfelelően .

Alkalmazás

A H, s-diagramok a párolgásos hűtőrendszerek ( hűtőtornyokkal vagy permetező tavakkal ) és a légkondicionáló rendszerek kiszámítására szolgálnak . A diagramból meghatározhatja a levegő relatív és abszolút páratartalmának arányát különböző hőmérsékleteken, harmatpont , valamint kiszámíthatja a levegő nedvességgel való telítettségének szükséges mértékét a kívánt hőmérséklet eléréséhez.

A számításokban használt megnevezések

P abszolút nyomás (bar);
t a hőmérséklet ( Celsius fok );
h a fajlagos entalpia (kJ/kg);
s a fajlagos entrópia (kJ/(kg K));
v - fajlagos térfogat (m³ / kg);
x a szárazság foka ;
t s - telítési hőmérséklet (Celsius fok);
h' a forrásban lévő víz fajlagos entalpiája (kJ/kg);
h' ' a száraz telített gőz fajlagos entalpiája(kJ/kg);
v' a forrásban lévő víz fajlagos térfogata (m³/kg);
v'' a száraz, telített gőz fajlagos térfogata (m³/kg);
s' a forrásban lévő víz fajlagos entrópiája (kJ/(kg K));
s' ' a száraz telített gőz fajlagos entrópiája (kJ/(kg K));
" 0 " pont - a gőz tágulási (sűrítési) folyamatának kiindulópontja;
" 1t " pont - az ideális folyamatban a tágulás (tömörítés) végpontja;
Az " 1 " pont a tágulás (tömörítés) végpontja egy valós folyamatban, adott hatásfokkal;
H 0 \ u003d h 0 - h 1t ;
H \ u003d h 0 - h 1 .

Modern h, s-diagramok

A modern elektronikus számítástechnika fejlődésével és a megfizethető számítógépek és alkalmazások megjelenésével a h, s-diagramok elektronikus formában széles körben elterjedtek. Az ilyen diagramok egy általános ablakfelület a kezdeti adatok bevitelére szolgáló mezőkkel, grafikus funkcióbillentyűkkel és egy válaszmezővel. A rendelkezésre álló adatok megadása után a számítógép billentyűzetén a "Számítás" vagy az " Enter " grafikus gomb megnyomásával előhívhatja a szükséges információkat, a megadott paraméterek függvényében.

Irodalom

Aleksandrov A.A. A HŐERŐIPARI MUNKAANYAGOK TERMOFIZIKAI TULAJDONSÁGAI / A.A. Alexandrov, K.A. Orlov, V. F. Ochkov. - 2. kiadás, átdolgozva. és add hozzá. - M.: MPEI Kiadó. 2017. - 226 [8] p.: ill. - webhelykönyvtár: http://twt.mpei.ac.ru/rbtpp
A víz és a gőz termofizikai tulajdonságainak táblázatai: Kézikönyv. Rec. Gos.sluzhby szabványos referenciaadatok. GSSSD R-776-98 / A.A. Aleksandrov, B.A. Grigorjev - M.: MPEI Kiadó. 1999. ISBN 5-7046-0397-1 .
Hőenergetika és hőtechnika. Második könyv: „A hőtechnika elméleti alapjai. Hőtechnikai kísérlet. Könyvtár". / Főszerkesztőség alatt. V. A. Grigorieva és V. M. Zorina - Moszkva. Energoatomizdat. 1988 ISBN 5-283-00112-1
A hőtechnika elméleti alapjai: Proc. juttatás. 2. kiadás, ster. / Lyashkov V. I. - Moszkva: Mashinostroenie-1 Kiadó, 2005. ISBN 5-94275-027-0