7/25/2019 Dijagram stanja
1/11
102
12. Jednokomponentne realne radne supstancije
12.1 Uvod
Pre svega odnosi se na vodu-vodenu paru i rashladne fluide (2
CO ,3
NH , ...freoni)
Osnovna osobenost realnih radnih supstancija je da mogu da menjaju agregatno stanje
Da bi se uoilo tipino ponaanje jednokomponentnih realnih radnih supstancija,
analizirae se proces zagrevanja vode koja se nalazi u cilindu koji je hermetiki zatvoren
sa pokretnim klipom.
12.2 Dijagram stanja jednokomponetnih realnih radnih susptancija
A - tenost B - zasiena tenost
ili kljuala voda
C - vlana para
(tenost + para)
D - (suvo)zasiena
para
E- pregrejana para
A
QA-B
1 idemp =
B
QB-C
1 idemp =
Prvi mehur
C
QC-D
1 idemp =
Poslednja
D
QD-E
1 idemp =
kapljica
E
1 idem=
p
v
A1 B1 C1 D1 E1
A2 B2 C2 D2 E2
CpC - Criticalpoint
1p
2p
Gornjagraninakriva(zasiena para)
Donja graninakriva(zasiena tenost)
v satT( ) v satT( )
7/25/2019 Dijagram stanja
2/11
103
s satT( ) s satT( )
satT ( )2 idemp =
1 idemp =
2p
satT ( )1p
s
1p
2p
CT C -Criticalpoint
A1B1 C1 D1
E1
T
Postoji direktna veza izmeu temperature i pritiska kljuanja sat 1 ( )p f T= , tj.
sat 2 ( )T f p=
Pojava prelaska iz tenog u gasovito stanje moe se objasniti na molekularnom nivou.
Dovoenjem energije tenosti (toplote), oscilovanje molekula i njihove kinetike
energije postaju sve vee. U jednom momentu, kinetike energije su toliko velike da
dolazi do raskida meumolekularnih veza koje karakteriu teno stanje, i molekulipoinju samostalno da se kreu prelazei tako u gasovito stanje (vai i obrnuto).
Dijagram faznih stanja za vodu-vodenu paru-led (p T dijagram)
(slini dijagrami, oblikom, za gvoe, bizmut)
T
Tr- Trojna taka
Topljenje
Ovravanje
Solid
(LED)
Liquid
(VODA)
Isparavanje
Kondenzacija
C - Kritina taka
Sublimacija
Desublimacija (VODENA PARA)
Para Gas
Trojna taka (linija)
Tr 273,16 KT =
Tr 611, 2 Pap =
Kritina taka
C 647, 24 KT =
C 22,115 MPap =
C 374,12C =
30,003147 m /kgv v = =
2095,7 kJ/kgh h = =
7/25/2019 Dijagram stanja
3/11
104
Trodimenzionalni dijagram stanja realnih radnih supstancija
2H O (led voda vodena para)
T
Tr- Trojna taka
Topljenje
Ovravanje
Solid
(LED)
Liquid
(VODA)
Isparavanje
Kondenzacija
C - Kritina taka
Sublimacija
Desublimacija (VODENA PARA)
Para Gas
1=x
v
C
idem
T=C
0=
x
Trojna linija
Para
Gas
v
T
TenostKritina
taka
(vlana para)
tenost
+para
Tenost+
para
vrsto stanje
stanje
vrsto
+vrsto stanje
Kritina
izoterma
Trojnalinija
7/25/2019 Dijagram stanja
4/11
105
2CO (ugljen-dioksid u vrstom tenom
gasvitom stanju)
T
Tr- Trojna taka
Topljenje
Ovravanje
Solid
Liquid
Isparavanje
Kondenzacija
C - Kritina taka
Sublimacija
Desublimacija
Para Gas
7/25/2019 Dijagram stanja
5/11
106
Veze izmeu koliina stanja
Termika jednaina stanja ( , , ) 0f p T v = - Van der Waals jednaina,
Energetske jednaine stanja
( , , ) 0f u p T =
( , , ) 0f h p T =
Tablino
Promene stanja realne radne supstancije (fluida), najee se analiziraju pomou
"tablinih" jednaina stanja. Tabele stanja se za svaku radnu supstaniciju formiraju
posebno, na osnovu podataka dobijenih neposrednim merenjem (eksperimentlnim putem).
p
v
C
podruje
Dvofazno
podruje -
Jednofaznopodruje -
Jednofazno
podruje pregrejane pare
podrujetenosti
Jednofazno podruje
(Prirunik, tab. 4.2.6, str. 41-56)
Specifina unutranja energija:
u h pv=
Specifina entalpija
h[kJ/kg]
Podruje pregrejane
pare
Podruje tenosti
Podruje tenosti
Podruje pregrejane
pare
7/25/2019 Dijagram stanja
6/11
107
Dvofazno podruje podruje vlane pare
Vlane para predstavlja smeu zasiene vode (tene faze) i zasiene vodene pare (gasne
faze).
U podruju vlane pare izoterme i izobare se poklapaju
Veliine stanja na donjoj graninoj krivi (zasiena tenost) nose oznaku prim ( v ,
h , u , s ), veliine stanja oznaku sekund ( v , h , u , s ),
Prirunik, Tab.4.2.4, str. 36-38 po temeraturi zasienja ( sat )
i Tab.4.2.5, str. 39-40. po pritisku zasienja ( sat )
Odnos mase zasiene pare ( pm ili m ) i mase vlane pare (zbir masa zasiene pare i
zasiene tenosti ( p tm m+ ili m m + ) naziva se stepen suvoe vlane pare i oznaava
sa slovom x :
p
t p
m mx
m m m m
= =
+ +.
Zasiena para ima stepen suvoe jednak jedinici 1= , a zasiena tenost stepen suvoe
jednak nuli 0x= .
7/25/2019 Dijagram stanja
7/11
108
Izmeu pojedinih veliina stanja i stepena suvoe pare, u odgovarajuim stanjima vlane
pare, postoje meusobne zavisnosti:
v vx
v v
=
( )v v x v v = +
s sx
s s
=
( )s s x s s = +
Na isti nain
h hx
h h
=
( )h h x h h = +
i
u ux
u u
=
( )u u x u u = +
s
h
C
x =0,6
x =0,8
x =0,2
x =1
x =0,4
x =0
satT ( )1p1id
em
p=
s satT( ) s satT( )
1 idemp =
satT ( )1p
s
1p
C
1
T
x =0,6 x =0,8x =0,4x =0,2
x =0 x =1
ss
ss
1
C
p
v satT( ) v satT( )
x
x =0,6 x =0,8x =0,4x =0,2x =0 x =1
vv
vv v
7/25/2019 Dijagram stanja
8/11
109
Dijagrami stanja vode-vodene pare
Promene stanja realne radne supstancije (fluida), najlake se analiziraju pomou
"grafikih" jednaina stanja, takozvanih dijagrama stanja. Dijagrami stanja se za svaku
radnu supstaniciju formiraju posebno, na osnovu eksperimntalno dobijenih podataka.
1.
Klajperonova (Clapeyron) ravan(p v koordinantni sistem) prirunik str. 34,
sl. 4.2.1
C
p
v
>
< Cp
pCp
pC
pv
Cv< =v Cv
>v Cv
p
s
CT=
>
< Cp
pCp
pC
p
Tinv
linija inverzije
idemh =
=h Ch
h < Ch
>h Ch
7/25/2019 Dijagram stanja
10/11
111
3. Molierova (Mollier) ravan - h s koordinantni sistem prirunik str.35, sl.4.2.3
s
h
C
linija i nverzije
p < Cp= Cp>p Cp
>
v Cv
=v Cv
s
h
C
p < Cp=p Cp>p Cp
x =0,6
x =0,8
x =0,2
x =0,4
7/25/2019 Dijagram stanja
11/11
112
Top Related