Joba Suw puwi. Puwlanıw hám kondensatsiya

8.1-suwret. Puw payda boliwinin Pv – ham Ts-diagrammalari

Silindrda temperaturasi 0S ham basimi p₁ bolgan 1 kg suw turgan bolsin (Pv – diagrammada 1-toshka). Suwga issiliq uzatıw nátiyjesinde ol isiydi da kengayadi. Process basimi p1 ge uyqas bolǵan qaynaw temperaturası t=t1 de suw qaynaydi da puw payda bolıw baslanadı (2-noqat ).

Suw da puwdin jaǵdaylarıdin ózgeriwin Pv- ham Ts – Diagrammalarda belgilep baramız. Oǵada qızigan puwni p=const de payda bolıw procesi izbe-iz keletuǵın ush fizikalıq processdan ibarat :

1) Suyıqlıqtı toyinish temperaturasınasha (tT) qizdırıw ;

2) tT = const de puw payda bolıwı ;

3) puwni oǵada qızdırıw da budin nátiyjesinde udin temperaturasın eliriwi.

2-noqatda porshen astında 1-fazalı sistema, yaǵnıy suw boladı. Sırtdan beriletuǵın issiliq muǵdarı artıp barǵan sayin temperatura ózgermeydi, puwdin muǵdarı artıp, suwniki azayadı (3-noqatqasha ). 2-3 processda qurǵaqlay puw da suyıqlıqtan ibarat ızǵar toyingan puw payda boladı. Sol processda porshen astında eki fazalı sistema (suw + puw) boladı. Kólemdegi hámme suw muǵdarı 3-noqatda tolıq gaz jaǵdayına ótedi, yaǵnıy toyingan qurǵaqlay puw payda boladı. Jedel puwlanish ózgermeytuǵın basim (p1=const) astında júz bergende joqaridagi process da izobarik, da izotermik boladı. Ekenin aytıw kerek, ızǵar toyingan puwdin tiykarǵı xarakteristikası udin qurǵaqlıq dárejesi bolıp tabıladı (x). Kórinip turıptı, olda, 2-noqatda x=0, 3-noqatda x=1 ga teń.

Eger qurǵaqlay toyingan puwga (3-noqat ) issiliq keltiriw dawam ettirilse, ol halda udin salıstırma kólemi de temperaturası artadı. Puw 3-noqattan oń tárepte oǵada qızdırılǵan puw jaǵdayına ótedi.

Eger puw payda bolıw procesi joqarılaw basimda (p2>p1) alıp barılsa, ol halda suw kólemi derlik ózgermeydi, qaynap atirgan suw kólemi artadı, qurǵaqlay toyingan puwdin kólemi bolsa azayadı. Sonday eken basim artqan tárepke Pv - diagrammadegi 1-2 bólim orta baradı, 2-3 bólim bolsa azaya baradı. Qurǵaqlay puw-bul real gaz bolıp tabıladı.p2 basimda udin salıstırma kólemi kem bolıp, 3-noqat 3-noqattan shaproqda jaylasadı. Qurǵaqlay puwdin kólemin ózgeriwi temperatura ózgeriwine qaraǵanda basim ózgergende kóbirek ózgeredi.

Mısalı, basim 0, 1 MPa bolǵanda puwnng temperaturası Tt=372, 79 K; basim 4 MPa bolǵanda bolsa Tt=523, 48 K boladı. Yaǵnıy temperatura artpaqtası kólemdi 1, 4 ret asırsa, basim artpaqtası bolsa kólemdi 40 ret azaytadı. Kritik basimda 2 de 3 noqatlar ústpe-úst túsedi. Sol noqat kritik noqat dep aytıladı da K hárıbi menen belgilenedi. Sol noqat elementdin kritik jaǵdayına uyqas kelip, ol jaǵdayda suyıqlıq da gaz ortasıdegi parq joǵaladı. Sol noqatdegi element parametrleri kritik parametrler dep aytıladı.

Mısalı, suw ushın pk=22, 1145 MPa, Tk=647, 266 K da vk=0, 003147 m3/kg; sınap ushın pk=100 MPa, Tk=1673 K; ammiak ushın pk=10, 99 MPa da Tk=406 K; CO2 ushın pk=7, 32 MPa, Tk=304, 5 K.

Kritik temperatura puwdin maksimal toyinish temperaturası boladı. Kritik temperaturadan joqarıda tek oǵada qızigan puwlar da gazlar bolıwı múmkin. Kritik temperatura haqidegi túsinikti 1860 jılı D. I. Mendeleev berdi. Bul temperatura sonday temperaturaki, odan joqarı temperaturada (basim qanday bolıwınan qaramastan ) gazdı suyıqlıqqa aylantırıp bolmaydı.

Pv – Diagrammadegi 1, 2 de 3 - noqatlardı birlestirib, ush sızıq alamız : I - 0S degi suw ushın ;

II - toyinish temperaturasıdegi suw ushın (tómengi shegara sızıǵı ). III - qurǵaqlay toyingan puw ushın (joqarı shegara sızıǵı ). Bul iymek sızıqlar diagrammanı tomendegi tarawlarǵa boladı : I da II sızıqlar arasında suyıqlıq boladı ; II da III sızıqlar arasında ızǵar toyingan puw boladı da III sızıqtan ongroqda oǵada qızigan puw boladı. Suw da qurǵaqlay toyingan puwdin toyinish sızıǵıdegi parametrleri basim yaki temperaturaǵa baylanıslı túrde kestelardan anıqlansa, oǵada qızigan puwdin parametrleri bolsa basim da temperaturaǵa baylanıslı túrde kestelardan anıqlanadı.

Ts - diagrammada suyıqlıq, ızǵar toyingan puw da oǵada qızigan puw tarawları da tiyislishe processler suwretlengen. Diagrammadegi ústler suwdin qaynaw temperaturasıdegi entalpiyasini h1 (a maydan ), ızǵar toyingan puw entalpiyasini hx (a+v maydan ), qurǵaqlay toyingan puw entalpiyasini hII (a+v+s maydan ), oǵada qızigan puw entalpiyasini h (a+v+s+d maydan ) ańlatadı. (v+s) -maydan puw payda qılıw ıssılıǵına r, yaǵnıy, qaynaw temperaturasıdegi 1 kg suyıqlıqtı puwga aylandırıw ushın zárúr bolǵan issiliq muǵdarına teń.

Suw puwidin hs-diagramması

8. 2-suwretde suw puwidin hs-diagramması suwretlengen. Joqarıda aytıp ótilgen ediki, 273⁰K (0S) temperaturadegi entropiya da entalpiya shártli túrde nolǵa teń dep esaplanadı. Bul jaǵday hs-diagrammada koordinatalar bası menen suwretlenedi.

8.2-suwret. Suw puwinin hs - diagrammasi

Diagrammada eki shegara iymek sızıq sızılǵan, olar kritik noqat K de bir-birine qosılıp ketedi. Tómengi shegara iymek sızıq (x=0) de suwdin qaynaw temperaturasıdegi túrli jaǵdaylar ushın entalpiya h1 da entropiya s1 din bahaları qoyılǵan. Joqarıǵı iymek sızıq (x=1) de qaynaw temperaturasıdegi toyingan qurǵaqlay puwdin túrli jaǵdayları ushın hII da sII din bahaları qoyılǵan.

Shegara iymek sızıqlar hs-diagrammanı eki tarawǵa boladı. Bul iymek sızıqlardan joqarıda oǵada qızigan puw tarawı, tómende bolsa toyingan ızǵar puw tarawı jaylasadı. Toyinish tarawıdegi izobarlar kompleksi nolp noqattan baslanatuǵın da tarmaqlanıp ketetuǵın tuwrı sızıqlar kompleksinen ibarat. Basim qanshellilik úlken bolsa, izobaralar da sonshalıq joqarıda jaylasadı.

Puw payda bolıw procesi ózgermeytuǵın temperaturada barǵanlıǵı sebepli toyinish salasında izobaralar bir hamqtdin ózinde izotermalar bolıp esaplanadı. Oǵada qızigan puw salasında, joqaridagi shegara iymek sızıqta izobara da izotermalar bir-birinen ajraladi`. Izobaralar shep tárepke izotermalar bolsa ońǵa ogadi. Ízǵar toyingan puw salasında puwdin qurǵaqlıq dárejesi sızıqları (x=const) sızıladı da olar kritik noqat K de kesiwedi. hs-diagrammaǵa izoxoralar - ózgermeytuǵın salıstırma kólem (v=const) sızıqları da sızıladı. Bul sızıqlar (5. 2-suwretda kórsetilmagan) izobaralarga salıstırǵanda tikroq ketedi. Qaytar adiabat processler hs-diagrammada vertikal sızıqlar menen suwretlengen. Shudin ushın barlıq vertikal sızıqlar hs -diagrammada adiabatadan ibarat esaplanadi. Házirgi hamqtda puwlardin issiliq processlerin esaplawda hs-diagramma da suw puwi kestelerden paydalanıladı.