H, s-diagram

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 21. december 2018; checks kræver 2 redigeringer .

H, s-diagram (snyd. "ash-es-diagram") (stavning med små bogstaver: "h, s-diagram", tidligere i, s-diagram, også - Mollier-diagram ) - et diagram over de termofysiske egenskaber ved væske og gas (i hovedsageligt vand og vanddamp ), der viser arten af ændringen i forskellige egenskaber, afhængigt af tilstandens parametre . Grundlæggende har h, s-diagrammer af vand og damp fået stor brug, da det er vand og damp, der oftest bruges som arbejdsvæske i varmeteknik , på grund af deres relative billighed og tilgængelighed, og der lægges størst vægt på den del af diagrammet, hvor vand er i damptilstand , da det i flydende tilstand er praktisk talt usammentrykkeligt.

Oprettelse

Ved udførelse af tekniske og økonomiske beregninger til udvælgelse af udstyr i den termiske kraftindustri og andre industrier og modellering af termiske processer kræves pålidelige verificerede data om de termofysiske egenskaber af vand og damp i en bred vifte af tryk og temperaturer .

Langsigtet internationalt samarbejde inden for undersøgelse af vands og vanddamps egenskaber har gjort det muligt at udvikle og implementere internationale normative materialer indeholdende ligninger til beskrivelse af forskellige egenskaber i særlige tabeller. Baseret på disse ligninger, som overholder kravene i International System of Equations for Scientific and General Use (The IFC Formulation for Scientific and Generale Use), blev der udarbejdet og offentliggjort detaljerede tabeller over de termofysiske egenskaber af vand og damp, som er vidt udbredt. bruges i praksis af tekniske termiske beregninger. Data opnået ved beregning i henhold til internationale ligninger blev også accepteret i USSR og modtog definitionen af tabeller over termodynamiske egenskaber af vand og damp. De inkluderede også dynamiske viskositetsdata.

Tilbage i 1904 udviklede den tyske termofysiker Richard Mollier et særligt diagram for at forenkle og lette løsningen af praktiske problemer inden for varmeteknik, hvor information fra tilstandstabellerne vises grafisk i entalpi ( ) og entropi ( ) koordinater. I 1906 udkom hans bog Nye tabeller og diagrammer for vanddamp i Berlin . Efterfølgende blev et sådant diagram kaldt Mollier-diagrammet. I USSR blev navnet i, s-diagram accepteret i nogen tid , og på nuværende tidspunkt - h, s-diagram . $h$ $s$

Struktur

H, s-diagrammer indeholder oftest data om vands egenskaber i flydende og gasformige tilstande, da de er af den største interesse ud fra et varmeteknisk synspunkt.

Tørhedsgraden er en parameter, der viser massefraktionen af mættet damp i en blanding af vand og vanddamp. Værdien svarer til vand i kogeøjeblikket (mætning). Værdien angiver, at der kun er damp i blandingen. Når man plotter de tilsvarende punkter i koordinater taget fra mætningstabellerne i opslagsbøger om egenskaberne for vand og vanddamp, når de er forbundet, opnås kurver, der svarer til visse grader af tørhed. I dette tilfælde er linjen den nedre grænsekurve og den øvre grænsekurve. Området indesluttet mellem disse kurver er området med våd damp. Området under kurven , som trækker sig næsten sammen i en ret linje (ikke vist), svarer til vand. Arealet over kurven svarer til tilstanden af overophedet damp. $x=0$ $x=1$ $(h,s)$ $x=0$ $x=1$ $x=0$ $x=1$
Kritisk punkt ( K ). Ved et vist, tilstrækkeligt højt tryk, kaldet kritisk , bliver egenskaberne for vand og damp identiske. Det vil sige, at de fysiske forskelle mellem stoffets flydende og gasformige tilstand forsvinder. En sådan tilstand kaldes materiens kritiske tilstand, hvilket svarer til det kritiske punkts position. Det skal bemærkes, at den på grænsekurven ligger meget til venstre for maksimum af denne kurve.
Isoterm - isolin , bygget ved metoden til at kombinere punkter i henhold til værdierne af entalpi og entropi svarende til en bestemt temperatur. Isotermerne skærer grænsekurverne med et brud, og når de bevæger sig væk fra den øvre grænsekurve, nærmer de sig asymptotisk vandret. For nemheds skyld er kun tre isotermer vist i diagrammet:
- $t+\Delta t$
- $t$
- $t - \Delta t$
En isobar er en isoline konstrueret ved at kombinere punkter i henhold til de entalpi- og entropiværdier, der svarer til et bestemt tryk. Isobarer har ikke brud ved krydsning af grænsekurver. Diagrammet viser kun tre isobarer:
- $p + \Delta s$
- $s$
- $p - \Delta s$
En isochore er en isoline konstrueret ved metoden til at kombinere punkter i henhold til værdierne af entalpi og entropi svarende til et bestemt volumen. Isokorer på h, s-diagrammet i området for overophedet damp løber altid stejlere end isobarer, og det gør det lettere at genkende dem på enkeltfarvede diagrammer. Konstruktionen af isochorer kræver mere omhyggeligt arbejde med tilstandsbordet. Diagrammet viser kun tre isochorer:
- $v - \Delta v$
- $v$
- $v + \Delta v$

Isotermer og isobarer i det våde dampområde falder sammen i overensstemmelse med Gibbs fasereglen .

Ansøgning

H, s-diagrammer bruges til at beregne fordampningskølesystemer (med køletårne eller sprøjtedamme ) og klimaanlæg . Fra diagrammet kan du bestemme forholdet mellem relativ og absolut luftfugtighed ved forskellige temperaturer, dugpunkt , og også beregne den nødvendige grad af luftmætning med fugt for at opnå den ønskede temperatur.

Betegnelser brugt i beregninger

P er absolut tryk (bar);
t er temperaturen ( grader Celsius );
h er den specifikke entalpi (kJ/kg);
s er den specifikke entropi (kJ/(kg K));
v - specifik volumen (m³ / kg);
x er tørhedsgraden ;
t s - mætningstemperatur (grader Celsius);
h' er den specifikke entalpi for kogende vand (kJ/kg);
h' ' er den specifikke entalpi af tør mættet damp (kJ/kg);
v' er det specifikke volumen af kogende vand (m³/kg);
v' ' er det specifikke volumen af tør mættet damp (m³/kg);
s' er den specifikke entropi af kogende vand (kJ/(kg K));
s' ' er den specifikke entropi af tør mættet damp (kJ/(kg K));
Punkt " 0 " - udgangspunktet for processen med ekspansion (komprimering) af damp;
Punkt " 1t " - slutpunktet for ekspansion (komprimering) i den ideelle proces;
Punkt " 1 " er slutpunktet for ekspansion (komprimering) i en virkelig proces med en given effektivitet;
H 0 \ u003d h 0 - h 1t ;
H \ u003d h 0 - h 1 .

Moderne h, s-diagrammer

Med udviklingen af moderne elektronisk computerteknologi og fremkomsten af overkommelige computere og applikationer er h, s-diagrammer i elektronisk form blevet udbredt. Sådanne diagrammer er en almindelig vinduesgrænseflade med felter til indtastning af indledende data, grafiske funktionstaster og et svarfelt. Efter indtastning af de tilgængelige data, ved at trykke på den grafiske tast "Beregning" eller " Enter " på computerens tastatur, kan du hente de nødvendige oplysninger, afhængigt af de indtastede parametre.

Litteratur

Aleksandrov A.A. TERMOFYSISKE EGENSKABER FOR ARBEJDSSTOFFERNE I VARMEKRAFTINDUSTRIEN / A.A. Aleksandrov, K.A. Orlov, V.F. Ochkov. - 2. udg., revideret. og tilføje. - M.: MPEI Publishing House. 2017. - 226 [8] s.: ill. - webstedsmappe http://twt.mpei.ac.ru/rbtpp
Tabeller over termofysiske egenskaber af vand og damp: en håndbog. Rec. Gos.sluzhby standard referencedata. GSSSD R-776-98 / A.A. Alexandrov, B.A. Grigoriev - M.: MPEI Publishing House. 1999. ISBN 5-7046-0397-1 .
Termisk kraftteknik og varmeteknik. Bog to: “Teoretisk grundlag for varmeteknik. Termisk ingeniøreksperiment. Vejviser". / Under den almindelige redaktion. V. A. Grigorieva og V. M. Zorina - Moskva. Energoatomizdat. 1988 ISBN 5-283-00112-1
Teoretisk grundlag for varmeteknik: Proc. godtgørelse. 2. udg., ster. / Lyashkov V. I. - Moskva: Mashinostroenie-1 Publishing House, 2005. ISBN 5-94275-027-0