IMG$43

¹ w technicznym układzie jednostek, przyjmując dln wody wartość ciepłu właściwego c„. - 1 kcul/(kg • dog) otrzymuje się

i' = #

Oznacza to, że wartość entalpii wody wrzącej równa się liczbowo temperaturze wrzenia (nasycenia).

Wobec tego, że przy ogrzewaniu wody w kotle przy niższych i średnich ciśnieniach pomija się pracę pompowania, z równania

dq =s du+Pdu

przy Pdt’ = 0 wynika, że całe ciepło doprowadzone do wody użyte zostaje na podniesienie energii wewnętrznej ogrzewanej wody, więc

dq = du

1 dla granicy skończonej liczonej od 0°C i. .. q* = v! =

Gdy woda poczęła już wrzeć, a mimo to dalej doprowadza się do niej ciepło, zużywa się ono na zamianę cieczy w parę, a więc także na zwiększenie objętości wywołanej parowaniem. Ponieważ parowanie odbywa się przy P = const, to ciepło tworzenia się pary

q == u"—u' +P (v"—v) — r    [V,2]

gdzie przez wskaźnik " oznacza się stany odnoszące się do pary suchej, a przez wskaźnik ' — stany odnoszące się do cieczy wrzącej; r nazywa się całkowitym ciepłem parowania i jest ono wyrażone w kcal/kg lub kJ/kg.

Nazywając u" — u' — q ciepłem wewnętrznym parowania, służącym do rozerwania cząstek cieczy przy zamianie jej na

parę, natomiast P(o" — v) = W — zewnętrznym r o w a n i a, możemy napisać, że	ciepłem pa-
r = albo	[V,3]
r = u"—u'4-P(o"—«') Wobec tego, że	[V,4]
i *= u-(-Pv
równanie [V,4] przyjmie następującą postać

r = i"—i'    [V,4a]

Entalpia pary nasyconej suchej jest sumą entalpii cieczy i i całkowitego ciepła parowania r

V = i+r

Ponieważ dq = di — v dP, więc di = dq + odP, przeto kojarząc poprzednie równania otrzymuje się

| = r+Pb'    [V*5ą]

gdzie: i' = c.„# — entalpia cieczy wrzącej, | = | + r — całkowitą entalpia pary nasyconej suchej, l_p ~ Pv — praca pompowania.

B

Pomijając pracą pompowania jako wielkość stosunkowo małą, otrzy-muje się związek

1" ~    A    lV,9bj

Przyrost entropii cieczy ds wyrazi sią zależnością

ds —

dg T

c„dT

a przyrost skończony dla danych granic temperatur

T

s-s_t = c_w ln-7^—    [V,6a]

*#

liczony zaś od wartości entropii fn = 0 w temperaturze To = 273°C bądzie miał wartość

ś' = c_M,ln-^-    (V,6b]

gdzie: T jest temperaturą wrzenia (nasycenia) w skali bezwzglądnej: T = # + 273,

Jeżeli sią uwzględni przebieg izotermiczny zjawiska wrzenia cieczy i wytwarzania pary, ponieważ odbywa się to jednocześnie w sposób izo-baryczny dla pary nasyconej, to przyrost entropii podczas tworzenia się pary wyrazi się

entropia pary suchej

ś" i k + -£-    c^ln-gjg-iIV,7]

Objętości właściwej pary nie można obliczyć w sposób dokładny i równania stanu gazów Pv = RT; stosuje się więc równanie empiryczne, np.

15

P^lV=> 1,7235    IV,8]

W równaniu tym wartości ciśnienia podstawia się w ata, aby S otrzymać w m³/kg.

Pierwsze związki do obliczenia stałych pary wodnej podał w połowie ubiegłego wieku Regnault w postaci następującej;

i'~ 4+ 0,00002t*+ 0,00000034*

1 = 606,5 + 0,3054 r= 606,5-p,6954

W równaniach tych po podstawieniu wartości temperatury w °C otrzymuje się wyniki w kcal/kg.

Dziś korzysta się z gotowych tablic liczbowych zestawionych na zasadzie licznych doświadczeń z parą, przy różnych ciśnieniach aż do krytycznego. Takie tablice dla pary wodnej nasyconej (istnieją również ta-

97

7 Podstawy techniki cieplnej