Физические основы теплотехники. Часть I. Термодинамика. Панов В.К. - 177 стр.

§ 40. Линия насыщения                                                  173

      Каждая точка этой линии, как и всякая точка в термоди-
намической диаграмме, отражает состояние. В данном случае
состояние насыщения — равновесие сухого насыщенного пара и
насыщенной жидкости. Поэтому естественное название этой
линии — линия насыщения (ЛН).
      Всякая линия в системе координат отображает зависи-
мость между величинами, отложенными по осям. Линия на-
сыщения отражает зависимость между давлением и темпера-
турой в состоянии насыщения:
                   рs = f (Ts) ⇔ Ts = f (рs).           (8.1)
      Зависимость (8.1) в широких кругах более известна как
зависимость температуры кипения от давления, потому что
любая точка ЛН отражает условия, в которых возможен про-
цесс кипения-конденсации. Чтобы он действительно происхо-
дил при этих условиях, необходимо подводить или отводить
тепло в зависимости от требуемого направления процесса. Ес-
ли теплообмена нет, то влажный пар так и будет оставаться в
неизменном состоянии насыщения.
      С УВЕЛИЧЕНИЕМ ДАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРА КИ-
ПЕНИЯ РАСТЕТ.
      Существование зависимости (8.1) чрезвычайно важно
для теплоэнергетики, техники низких температур, самых раз-
ных технологий, включая пищевые.
       Промышленная теплоэнергетика основана на использовании в каче-
стве рабочего тела водяного пара. Для получения пара, как уже говорилось,
требуется затратить теплоту парообразования. При атмосферном давлении и
соответственно температуре 100 °С r = 2258 кДж/кг. В современных мощ-
ных котлоагрегатах пар получают при давлении 140–170 бар и более. При
давлении 170 бар ts = 352 °C r = 858 кДж/кг — на получение 1 кг пара по-
требуется на 1400 кДж/кг (или в 2,63 раза) меньше тепла по сравнению с за-
тратами при давлении 1 бар. Правда, прежде чем получить такую экономию,
придется потратить тепло на то, чтобы нагреть воду на 252 °С – от 100 °С до
352 °С. Это тепло можно оценить как разность энтальпий соответствующих
состояний: i'352 – i'100 = 1690 – 417 = 1273 кДж/кг. Тогда общие затраты на
получение пара при 170 бар составят: 1273 + 858 = 2131 кДж/кг. Получается
экономия: (2258 – 2131) / 2258 = 5,6 %. При тех огромных мощностях, кото-
рые развивают энергоблоки с такими параметрами, 5% экономии тепла —
это очень существенно. Не говоря уже о том, что пар, расширяясь от давле-
ния 170 бар до хотя бы атмосферного, совершит требуемую работу, а пар,
полученный при атмосферном давлении, уже не расширится.