IMG$44

blice dla innych ważnych technicznie gazów) zawierają w zależności od ciśnienia, p lub temperatury t zestawione wartości objętości właściwej pary t>", entalpii cieczy i', entalpii pary i", energii wewnętrznej u", .ciepła całkowitego parowania r, wreszcie entropii cieczy s’ i pary s" (p. tablice 19 do 22).

Gdybyśmy korzystając z liczbowych tablic pary wodnej nasyconej odcinali w układzie współrzędnych i, p na osi odciętych wartości p, a na osi rzędnych wartości i' i i" oraz połączyli otrzymane punkty krzywą,

Rys. 33-Entalpla cieczy i pary w zależności od ciśnienia P

otrzymalibyśmy obraz jak na rys. 33, z którego widać, że w miarę wzrostu ciśnienia pary entalpia cieczy rośnie początkowo bardziej stromo, natomiast ciepło parowania jako różnica entalpii pary i cieczy r =.i" — i^r wraz ze wzrostem ciśnienia maleje dążąc do zera, czyli do stanu, w którym, bez doprowadzania ciepła woda (ciecz) przechodzi bezpośrednio ze stanu ciekłego w parę. Ten stan nazywa się krytycznym, odpowiadające mu parametry pary — krytycznymi, a punkt K na wykresie zwie się krytycznym.

Dla pary wodnej stan krytyczny odpowiada ciśnieniu P* = 221 bar (225 ata) i temperaturze t* = 374°C.

Poza punktem krytycznym czynnik nie może już istnieć w stanie ciekłym, a jego para zachowuje się i ma własności gazu.

Z wykresu na rys. 33 widać, że wytwarzanie się pary o wysokim ciśnieniu wymaga niemal tyle, a nawet nieco mniej ciepła niż przy niskim, gdyż krzywa entalpii pary suchej nasyconej raczej opada, z czego we współczesnej technice silników parowych wyciągnięto praktyczne wnioski i zapoczątkowano w silnikach stosowanie pary wysokoprężnej aż do stanu krytycznego (kotły Bensona).

35, Wilgotna para nasycona. Wyżej podane związki obejmowały tylko dwa skrajne stany pary nasyconej: stan ciekły oraz stan, w którym ciecz całkowicie odparowała, kiedy ostatnia kropelka cieczy zamieniła się na parę, czyli stan pary suchej nasyconej.

W zagadnieniach technicznych jednak rzadko ma się do czynienia z suchą parą nasyconą, natomiast zarówno w kotłach, jak i silnikach parowych spotyka się parę, w której zawieszone są cząsteczki cieczy, czyli wilgotną parę nasyconą.

W celu scharakteryzowania wilgotnej pary nasyconej i jej stanu wprowadza się pojęcie stopnia suchości pary x, które określa, jaka część w 1 kg wilgotnej pary nasyconej przypada na parę, a jaka w postaci reszty (1 — x) przypada na nieodparowaną ciecz.

Jeżeli objętość właściwa cieczy jest v', a objętość pary suchej przy tym samym ciśnieniu jest v", to objętość pary wilgotnej v wyrazi się związkiem

v = t/(l —x)+i;" x = i/4-x(v"—u')

a stąd

x

v~ vt v"—v’

[V,9a]

Ponieważ v^r jest wobec u" bardzo małe, często w obliczeniach technicznych ostatnie wyrażenie upraszcza się do postaci

x= -Ą--    rv,9b]

v

Z podanych zależności wynika, że wilgotność pary x jest liniowo proporcjonalna do objętości pary.

Dla pary wilgotnej ulegną pewnym zmianom również równania wyrażające cechy pary nasyconej, jednak wobec liniowej zależności od wilgotności pary tej jej części, która odnosi się do jej cech w stanie suchym, równania te mają postać prostą.

A więc tak jak

v =» «'-t x(u"^V)    IV,10]

podobnie

i = i'+śc(i"—i*) = i'+xr u = v!+x(u"—u^r) = u'+xq

•¹ -W _t T

S jj| «'+x(s' —S*) =xg+X—=F

Ogólne pierwsze równanie termodynamiki w zastosowaniu do pary wilgotnej przybierze następującą postać

dq = du’+d(;ce)+Pdv    [V,lla]

lub dla przemiany skończonej pomiędzy dwoma stanami

a

q = ul—ui~ł-Xj e₂—x, ęj+ J Pdv    [V,Ub]

i

[V,l2a]

Druga postać pierwszego równania termodynamiki dq = di'4- d(x r)—vdP

98