Page 23 - 14

26
Гідравлічний і пневматичний об’єкти характеризувались однією вихідною величиною -
зміною рівня чи зміною тиску. Такі об’єкти називають одновимірними . Динаміка теплового
об’єкта визначається двома вихідними величинами зміною рівня і температури. Об’єкти, які
мають дві або більше вихідних величин називають багатовимірними.

Проточні пароводяні об’єкти.
До таких об’єктів відносяться – пароводяні випарники, кип’ятильні дистиляційні колони,
барабанні парові котли та ін.
Динаміка таких об’єктів при певних допущеннях (часом досить значних)
описується звичайними диференціальними рівняннями, які можна одержати,
виходячи лише із двох фізичних законів – збереження маси і енергії.

Процес пароутворення при постійному тиску. Перехід води із рідкої фази в газоподібну
відбувається шляхом підводу певної кількості тепла і при визначених фізичних параметрах.
Розглянемо процес пароутворення при постійному тискові ( P  const ). Нехай точка a (рис.
2.4, б) відповідає стану води при температурі   0  273 0 K , тиску P і питомому об’ємі v .
0
0
Питомий об’єм визначається як відношення об’єму речовини V до її маси m.
V
v  ,. (2.29)
m
тобто v – це об’єм одиниці маси речовини.
У результаті ізобарного процесу ab підведення теплоти температура води підвищується до
температури кипіння, а питомий об’єм збільшується ( v  ; без індексу будемо позначати
v
0
питомий об’єм води, а з індексом “штрих” питомий об’єм пари). При температурі  , яка
П
визначається тиском P, рідина закипає (точка b).
Кипіння води супроводжується інтенсивним пароутворенням в усьому об’ємі рідини.
Внаслідок підведення теплоти до киплячої рідини частина її випаровується. При цьому
температура води і пари залишаються незмінними і дорівнюють температурі кипіння  . Повне
П
викидання рідини відбудеться в точці с і при питомому об’ємі v  . Таким чином, на ділянці bc
зберігається двофазний стан рідини вода і пара, які знаходяться в рівновазі. Пара, яка знаходиться
над киплячою рідиною, називається вологою насиченою парою.
У точці с вся кількість води википіла і перейшла в пару. Така пара називається сухою
насиченою. Вона утворює нестійку термодинамічну систему. Волога пара (точка с) – суміш рідини
і сухої насиченої пари. Позначимо через M  – масу рідини, яка є в вологій парі, а M  – масу сухої
насиченої пари. Тоді
M 
x  (2.30)
P
M   M 
називають степенем сухості вологої пари, а
M 
y  1 x  (2.31)
P P
M   M 
– степенем вологості вологої пари.
Знаючи величину x і y , можна визначити питому вагу вологої пари
P P
v  x v   y v .
x P P