Дәріс 8. Су буы
Дәріс сабақтың мазмұны
Су буының жалпы мәліметтері туралы
Су буының түрлері
Су буының параметрлерің кестеден алу
Су буы. Жалпы мәліметтер
Реалды газ әртүрлі сұйықтардың буын құрайды. Идеалды газдан реалды газдың айырмашылығы, ол конденсацияланған немесе қатты күйге ауысқан болар еді. Техникада әртүрлі заттардың: су, аммиак, хлорлы метил, сернистого ангидрида және т.б. буы кеңінен қолданады. Жылыту және басқа да қондырғылар үшін бу қозғалтқыштарда су буын кеңінен қолданады. Енді біз су буын қарастырамыз. Алдында идеалды газ заңын жұмысшы дене үшін пайдалануға болады деп айтқанбыз . молекулалардың ішіне әсер ететін күштердің әсерінен заңдарды жұмысшы дене үшін қолдануға болмайды, оның жағдайы сұйық күйде болады. мұндай заттар қатарына жылуэнергетикасында қысым, температурада қолданатын су буын жатқызуға болады. Мұндай шарттарда су буына Клапейрон теңдеуі әсер етпейді. Берілген теңдеулер қатарынан реалды газ үшін Ван-дер-Ваальс теңдеуін жазуға болады:
 (1)
мұндағы a және в берілген газ үшін тұрақты. a/V-бірінші көбейткіште молекулалардың әсерінен күшті көрсетеді. 2-ші көбейткіште в-молекула көлеміне әсерін көрсетеді. (Идеалды газға Клапейрон теңдеуін жазуға болғандықтан молекула көлемі 0-ге тең болады). Идеалды газ үшін бұл теңдік Клапейрон шартында болады. идеалды газ үшін молекулааралық күш болмаса және көлемі 0 болса, онда теңдеуі мына түрге келеді
PV=RT. (2)
Кейбір шарттардағы реалды газ үшін Ван-дер-Ваальс теңдеуі дұрыс нәтиже бермейтінін экспериментальдық тексеру дәлелдейді. Қазіргі кездерде реалды газдар үшін дәлірек теңдеу «М.П.Вукалович және Н.И.Новиков теңдеулері». Олар су буы үшін де қолданады. Бұл теңдеуде молекулалар арасындағы ілініс күші және оның көлемін сонымен бірге молекула ассоцияциясын бір молекулаларды 2 және 3 молекулаларға біріктіретінін ескереді. Осы кезде теңдеу тәжірибе нәтижелерімен дәл келеді. Бірақ практикалық мақсаттар үшін реалды газ теңдеуін қолдану тиімсіз болып келеді. Көбіне су буының таблицасынан немесе су буының S-i диаграммасынан берілген өлшемдерді пайдаланады.
Кестені S-i диаграммасын пайдалану үшін судың буға айналу процесін және оның өзгеруін қараған жөн. Бу қазандарында су буы әртүрлі конструкциялы және өнімділікті алады. Қазандағы буға айналу процесі негізінен тұрақты қысымда өтеді p-const
Су буының түрлері
Тұрақты қысымда судың қайнауы температураның жоғарылауы және елеусіз көлемнің ұлғаюымен өтеді.
Буға айналу өзгеріссіз қысым мен температурада жүреді және көлем мен бу құрғақтығының ұлғаюымен өтеді. (изобара-изотермиялық процесс).
Өзгеріссіз қысымда буды қыздыру температура мен бу көлемінің ұлғаюымен өтеді. (изобаралық процесс).
Буға айналу және суды қыздыру прцесінде белгіленген температурада, тұрақты қысымда ағып өтетін су оның меншікті көлемімен сәйкес келеді. Ал бу құрғақтығы және температурасы меншікті көлеммен және қыздырылған құрғақ бумен сәйкес келеді. Егер осы қарастырылып отырған тәжірибені бірнеше рет қайталайтын болсақ жұмысшы дене әрбір жағдайда қысымын өзгертетін боласа, онда жұмысшы дененің өзгерісі жоғарыда қарастырылғандай болар еді. Осыған байланысты біршама мінездемелерді қарастырған жөн, яғни тәжірибе жүргізілетін қысым шамасын қабылдаймыз.
Су буының параметрлерің кестеден алу
Будың энтальпия, энтропия және басқа шамаларының меншікті көлемін будың кестесінен анықтауға болады. Ол таблицада бұл шамалар үлкен қысым мен температура диапазонында беріледі. Таблица құрғақ бу және қыздырылған буға да құрылады.
Есептің берілуі бойынша құрғақ бу, бу температурасы арқылы қысымын және басқа шамаларды табуға болады немесе будың қысымы бойынша оның температурасын және басқа шамаларын табамыз. Осыған орай температурасы бойынша құрғақ будың жеке таблицасын құрамыз және қысымы бойынша құрғақ бу таблицасын құрамыз.
5-ші кестенің бірінші тік бағанасында құрғақ будың температурасының өсу шамасы көрсетілген және көлденең жолында әрбір температураға қатысты құрғақ будың қысымы, меншікті көлемі,  -тығыздығы, энтальпиясы, буға айналу жылуы және энтропиясы берілген. Мысалы, 1200С температурадағы құрғақ буға мына шамалар көрсетілген:
p=2.0245 ата, VI=0.0010603 м3/кг, VII=0.8917 м3/кг, =1.121 кг/м3, iI=120.3 ккал/кг, iII=646.4 ккал/кг, r=526.1 ккал/кг, SI=0.3649 ккал/(кгград), SII=1.7029 ккал/(кгград).
6-шы кестенің бірінші бағанасында қысымның өсуі, ал көлденең жолында әрбір қысымға қатысты температура, меншікті көлем, тығыздық, энтальпия, буға айналу жылуы және энтропиясы көрсетілген. Мысалы, 30 ата қысымды құрғақ буға келесі температура және басқа да шамалары көрсетілген: tH=232.76, VI=0.0012142 м3/кг, VII=0.06797 м3/кг, =14.93 кг/м3, iI=239.6 ккал/кг, iII=669.6 ккал/кг, r=430.0 ккал/кг, SI=0.6295 ккал/(кгград), SII=1.4794 ккал/(кгград).
6-шы кесте бойынша мынаны көруге болады. r –шамасы қысым өскен сайын кемиді және 0-ге айналады, критикалық қысым болғанда (8-3 сурет), ал iI-шамасы қысым ұлғайған сайын ол да өседі. Және критикалық қысымда максимальдық мәніне жетеді. iII-шамасы алдымен қысым өскенде ол да өседі және 29,5-33,0 ата қысымында максимальдық мәніне жетеді, содан соң қысым өскен сайын ол кемиді және критикалық қысымда iI-шамасына тең болады.
 -шамасының кемуі қысым өскендегі сұйықтың меншікті көлемі мен буға айналу фазасының айырмасының кемуімен түсіндіріледі. Критикалық қысымда VII- VI-айырмасы 0-ге тең болады. бұл дегеніміз осы жағдайда молекула арасындағы ілінісу күші өзгермейді деген сөз және  және  .
7-ші кестеде қыздырылған будың параметрлері берілген. Кестеде берілген қысым мен температуралар үшін ұлғаю шамаларын табу үшін интерполирлеу тәсілімен анықтаймыз.
Өздік бақылау сұрақтары
Булану процесі дегеніміз не?
Буланудың түрлері (кезкелген температурадағы булану және қайнау).
Қайнау процесінің негізгі кезендерін атаңыз.
Қандай буды ылғалды қаныққан бу деп атайды?
Қандай буды құрғақ бу деп атайды?
Шекаралық қисық сызықтардың физикалық мәні.
Шектік нүктегі бу күйі.
Су буын P-V және I-S диаграммалардында кескінде.
Қолданылған оқулықтар
Бахмачевский Б.И. и др. «Теплотехника». - М.: Металлургиздат, 1969. - б. 122-150
Нащокин В.В. «Техническая термодинамика и теплопередача». - М.: Высшая школа, 1980. - б. 200-220
Лариков Н.Н. «Теплотехника» - Стройиздат., 1985. – б.121-136
Достарыңызбен бөлісу: |
