Презентация по основам термодинамики и теплотехники на тему Процессы парообразования и термодинамические свойства водяного пара

ТЕМА: ПРОЦЕССЫ ПАРООБРАЗОВАНИЯ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЯНОГО ПАРАРазработала преподаватель Лобко Ирина Николаевнагород Павлодар2015 годУчреждение «Павлодарский нефтегазовый колледж»Методическая разработка урока по дисциплине«ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ И ТЕРМОДИНАМИКИ» ТЕМА: ПРОЦЕССЫ ПАРООБРАЗОВАНИЯ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЯНОГО ПАРА ПЛАН:Основные понятия и определенияСхема парогенератораТаблицы водяного параIS-диаграмма водяного параПрименение водяного пара ОЦЕНОЧНЫЙ ЛИСТ:{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}задания12 (схема)3 (ответы)4 (лото)5 (по таблице)6 (по диаграмме)итогоМаксимальный балл351063532Полученные баллыДополнительные баллыИТОГО Вопросы для повторения:Идеальный газПараметры состоянияЭнтальпия ЭнтропияУравнение КлапейронаИзопроцессы идеального газа Ответы:Идеальный газ — математическая модель газа, в которой предполагается, что: 1) потенциальной энергией взаимодействия молекул можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией; 2) суммарный объем молекул газа пренебрежимо мал. Параметры состояния – плотность, давление, объем, температура;Энтальпия это сумма внутренней энергии тела и произведения давления на объем: I = U + PV; это свойство вещества, указывающее количество энергии, которую можно преобразовать в теплоту. Энтропия – функция состояния системы, равная в равновесном процессе количеству теплоты, сообщённой системе или отведённой от системы, отнесённому к термодинамической температуре системыУравнение Клапейрона – p*V = R*TИзопроцессы идеального газа – процессы, при которых один из параметров остаётся неизменным: изобарный, изотермический, изохорный, адиабатный (изоэнтропийный), политропный. Задание 1:Работа с опорным конспектом (найти и подчеркнуть определения понятий):Фазовый переход (фазовое превращение);Плавление;Испарение;Кипение;Сублимация;Затвердевание или кристаллизация;Конденсация; Де-сублимация. Задание 2: Заполнить схему твердоежидкоегазообразноесублимацияплавлениеиспарение конденсациязатвердевание кристаллизациядесублимация Задание 3: Найти ответы на вопросы (по опорному конспекту):От чего зависит температура насыщения ?Как называют давление, соответствующее температуре насыщения? Как называют пар, который образовался в процессе кипения и находится в динамическом равновесии с жидкостью?Как называют пар, не содержащий капель жидкости и имеющий температуру насыщения (t=tн) при данном давлении?Как называют равновесную смесь, состоящую из капель жидкости, находящейся при температуре кипения, и сухого насыщенного пара?Как называют отношение массы сухого насыщенного пара mс.п. к массе влажного насыщенногопара mв.п. ?Чему равна степень сухости для жидкости?Чему равна степень сухости для сухого насыщенного пара?Как называется пар, температура которого при данном давлении больше, чем температура насыщения (t>tн)? Как называется величина превышения температурой пара температуры кипения жидкости? Ответы на вопросы к заданию 3:от природы вещества и давлениядавление насыщениянасыщенный парсухой насыщенный парвлажный насыщенный парстепень сухостистепень сухости х=0степень сухости х=1…перегретый парстепень перегрева пара Задание 4: Сложить лото{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}Бурное парообразование по всей массе жидкости при температуре кипенияПар, который образовался в процессе кипения и находится в динамическом равновесии с жидкостьюВеличина превышения температурой пара температуры кипения жидкостиПар, не содержащий капель жидкости и имеющий температуру насыщения при данном давленииПар, температура которого при данном давлении больше, чем температура насыщения Равновесная смесь, состоящая из капель жидкости, находящейся при температуре кипения, и сухого насыщенного пара Ответы: {5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}КИПЕНИЕНАСЫЩЕННЫЙ ПАРСТЕПЕНЬ ПЕРЕГРЕВА ПАРАСУХОЙ НАСЫЩЕННЫЙ ПАРПЕРЕГРЕТЫЙ ПАРВЛАЖНЫЙ НАСЫЩЕННЫЙ ПАР В каких состояниях может находиться водяной пар как рабочее тело?В каких установках получают водяной пар для технических нужд? УСТРОЙСТВА ГЕНЕРИРОВАНИЯ ВОДЯНОГО ПАРА УСТРОЙСТВА ГЕНЕРИРОВАНИЯ ВОДЯНОГО ПАРА УСТРОЙСТВА ГЕНЕРИРОВАНИЯ ВОДЯНОГО ПАРА УСТРОЙСТВА ГЕНЕРИРОВАНИЯ ВОДЯНОГО ПАРА Схема парогенератораКотельный агрегат П-образной компоновки состоит из подъёмного 1 и опускного газоходов. Подъёмный газоход 2 представляет собой топку для сжигания топлива, на стенках которой установлены испарительные поверхности нагрева 3 в виде плоских трубчатых панелей, называемых экранами.В опускном газоходе расположены водяной экономайзер 4 для подогрева питательной воды и воздухоподогреватель 5 для подогрева воздуха, идущего на горение в топку. На выходе из подъёмного газохода расположен фестон 6, представляющий собой разреженный пучок труб - продолжение заднего экрана.В горизонтальной части газохода расположен пароперегреватель 7, обеспечивающий нагрев пара до заданной температуры. Таблицы водяного параВ настоящее время составлены подробные таблицы для перегретых и насыщенных водяных паров до температур 1000 °С и давления 98 МПа. Таблицы составлены с высокой степенью точности. Известны три вида таблиц:1) термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (по температуре);2) термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения (по давлению);3) термодинамические свойства воды и перегретого пара. В первой таблице указывают температуры сухого насыщенного пара и кипящей воды и соответствующие им давление, энтальпии, энтропии, теплоту парообразования и удельные объёмы Во второй таблице указывают давление сухого насыщенного пара и кипящей воды и соответствующие им температуру, энтальпии, энтропии, теплоту парообразования и удельные объёмы. В третьей таблице для различных сочетаний температур и давлений приводятся соответствующие им энтальпия, энтропия и удельный объём воды или перегретого пара. Задание 5:По таблицам определить параметры водяного пара по исходным данным. Is-диаграмма состояния водяного пара Учебная IS-диаграмма состояния водяного пара ВЫВОД:IS-диаграмма обладает рядом важных свойств: по ней можно быстро определить параметры пара и разность энтальпий в виде отрезков, наглядно изобразить адиабатный процесс, имеющий большое значение при изучении работы паровых двигателей, и решать другие задачи. Задание 6:Определить параметры состояния водяного пара по is-диаграмме, начертить схему процесса.{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}1 группа2 группа3 группа4 группаP, бар251020T, ºС200300400500 Применение водяного параПарова́я маши́на — тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию водяного пара в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. Из истории паровых машинПервая паровая машина построена в XVII в. Папеном и представляла цилиндр с поршнем, который поднимался действием пара, а опускался давлением атмосферы после сгущения отработавшего пара. На этом же принципе были построены в 1705 паровые машины Севери и Ньюкомена для выкачивания воды из копей. Окончательные усовершенствования в паровой машине были сделаны Ваттом (Уатт) в 1769. Применение водяного параПарова́я турби́на — тепловой двигатель, в котором энергия пара преобразуется в механическую работу.В лопаточном аппарате паровой турбины потенциальная энергия сжатого и нагретого водяного пара преобразуется вкинетическую, которая в свою очередь преобразуется в механическую работу — вращение вала турбины. Использование водяного пара в нефтегазовой отрасли:Подогрев нефтепродуктов перед сливом из ж/д цистерн;Прогрев неподвижных нефтепродуктов при хранении в резервуарах;Промыв и пропарка цистерн и танкеров для перевозки нефти и нефтепродуктов;В компрессорах установки первичной перегонки нефти ЛК-6У;Трубчатые печи;Теплообменные аппараты (рибойлеры);Паровая завеса на случай пожара. Параметры оценкиОценка «5»: 29-32 баллаОценка «4»: 26-28 балловОценка «3»: 19-25 балловОценка «2»: менее 19 баллов Домашнее задание:Обязательное:Опорный конспект, повторить;В.Е.Егорушкин «Основы гидравлики и теплотехники», §11, стр 124-131, читать;Составить 10 вопросов по теме.На выбор:Составить кроссворд;Подобрать видеоматериал по использованию водяного пара.