1. Lecture 1Lecture 1
УС БА УУРУС БА УУР. Waterand steam. Waterand steam
Вода и вВода и вооддяной паряной пар
11. ШИНГЭНЭЭС УУР ҮҮСЭХ ЯВЦ. ШИНГЭНЭЭС УУР ҮҮСЭХ ЯВЦ
VaporizationVaporization
ПарообразованиеПарообразование
2.Óñ, óóðûí òåðìîäèíàìèêèéí ¿ç¿¿ëýëò¿¿ä2.Óñ, óóðûí òåðìîäèíàìèêèéí ¿ç¿¿ëýëò¿¿ä
Thermodynamic properties of waterand steamThermodynamic properties of waterand steam
Термодинамические свойства воды и водяногоТермодинамические свойства воды и водяного
парапара
3.Усны уурын төлвийн өөрчлөлтийн процессууд3.Усны уурын төлвийн өөрчлөлтийн процессууд
Main Thermodynamic processes of waterand steamMain Thermodynamic processes of waterand steam
Основные термодинамические процессыОсновные термодинамические процессы водыводы
ии
2. 1. ШИНГЭНЭЭС УУР ҮҮСЭХ ЯВЦ-1
Дулааны ба хөргөлтийн техникт шингэн буюу хийн
,төлөвтэй ус аммиак болон бусад бодисуудыг ажлын
.бие болгон хэрэглэдэг Äóëààíû ýð÷èì õ¿÷íèé ñàëáàðò óñ,
óñíû óóðûã ºðãºí àøèãëàõ òóë òýäãýýðèéí òåðìîäèíàìèêèéí øèíæ
÷àíàðûã ñóäëàõ íü èõýýõýí ÷óõàë þì.
Äóðûí òºëºâä áàéãàà øèíãýíýýñ õàëñàí óóð ¿¿ñýõ ÿâö дэс
äàðàà 3лсан ¿å øàòààð ÿâàãäàíà. ¯¿íä:
.а Øèíãýíèéã òóõàéí äàðàëòûí ¿åèéí áóöëàõ òåìïåðàòóðòàé
áîëòîë õàëààõ;
.б Òóõàéí äàðàëò áîëîí ò¿¿íèé õàíàëòûí òåìïåðàòóð òîãòìîë ¿åä
óóð ¿¿ñýõ;
.в Òóõàéí äàðàëòûí ¿åèéí õàíàëòûí òåìïåðàòóðààñ äýýø
òåìïåðàòóðòàé áîëòîë õàëààõ..
3. 1. -ШИНГЭНЭЭС УУР ҮҮСЭХ ЯВЦ 2
óõàéí äàðàëòûí ¿åä ямарч øèíãýí òåìïåðàòóðûí çºâõºí íýã óòãàíä áóöàëäàã. Шингэний даралт ихсэхэд
. ,үүний буцлах температур нэмэгдэнэ Өөрөөр хэлбэл шингэний даралт ба температур хоорон
амааралтай байх бөгөөд энэ хамаарлын муруйн хэлбэр бодисын физик шинж чанараас хамаара
.арилцан адилгүй байна
Áîäèñûí õèé, øèíãýí, õàòóó òºëºâ ( , , ,жишээлбэл уур ус мөс гурав) íýãýí çýðýã òýíöâýðòýé îðøèõ
öýãèéã
ãóðâûí öýã ãý .нэ Äóðûí áîäèñûí õóâüä èéì öýã ãàíö áàéõ áºãººä ýíý öýã äýõ óñíû ïàðàìåòð íü
ð0
=0.611 êÏà, Ò0
=273.16 Ê, v0
=0.001 ì3
/êã áàéíà.
5. • Óóð ¿¿ñýëòèéí ÿâöàäøèíãýíèéõýìæýý áàãàñ÷, óóðûí õýìæýý íýìýãäýõ áîëîâ÷ äàðàëò, òåìïåðàòóð
íü ººð÷ëºãäºõã¿é.
m = mш + mуур
Энд: mш, mуур- шингэн бауурын масс, кг
Òóõàéí äàðàëòûí ¿åèéí áóöëàõ òåìïåðàòóðò áóé óóð, шингэний õîëüöèéã ÷èéãëýãõàíàñàí óóð ãýõ
áºãººäò¿¿íèéòºëºâíü õóóðàéí çýðýãáà÷èéãëýããýñýí 2 ïàðàìåòðýýð òîäîðõîéëîãäíî.
• ×èéãëýãõàíàñàí óóðò àãóóëàãäàõ õóóðàéóóðûí ìàññûí õýìæýýãõóóðàéçýðýããýíý.
Áóöàëæáàéãàà шингэний (óñíû) õóâüä õóóðàéí çýðýã íü õ=0 áàéõ áà á¿ðýí óóðøñàíû äàðààãààð
õ=1 áîëäîã. ªºðººð õýëáýë, õóóðàéí çýðãèéí óòãàíü 0<x<1 áàéíàãýñýí ¿ãþì.
• ×èéãëýãõàíàñàí óóðàí äàõü óñíû ìàññûí õýñãèéãò¿¿íèé÷èéãëýããýíý.
Жишээлбэл, хуурайн зэрэг х=0,75 байвал энэ нь 1 кг чийглэг ханасан уурын 0,75 кг буюу
75 % нь хуурай ханасан уур, 0,25 кг буюу 25 % нь буцалж буй шингэн байнагэдгийг харуулна.
Øèíãýí á¿ðýí óóðøèæäóóñìàãö õóâèéí ýçëýõ¿¿í íü v’’ áîëíî (p-v áàT-säèàãðàìì äýýð “ñ”
öýã). Ýíý íü òîãòâîðã¿éòºëºâþì.
óóðûíìàññèéãëýã
ìàññóóðûíõóóðàé
mm
m
m
m
x
ÓÓØ
ÓÓÓÓ
ч
=
+
==
ÓÓØ
ØØ
mm
m
m
m
х-1
+
==
6. Áóöàëæ áóé 1 êã óñûã á¿ðýí óóðøóóëàõàä çàðöóóëàãäàõ äóëààíûã óóð ¿¿ñýëòèéí
õóâèéí
äóëààí ãýäýã.
r= h’’ - h’ ; r = ϕ + ψ,
:Энд h’, h’’- ,буцалж байгаа усны ба хуурай ханасан уурын дулаан агуулалт кДж/кг
Òóõàéí äàðàëòûí ¿åèéí áóöëàõ òåìïåðàòóðòàé óñàí äóñàë àãóóëààã¿é óóðûã õóóðàé
õàíàñàí óóð ãýíý.
Á¿ðýí óóðøñàí óóðûí òåìïåðàòóðûã ºñãºí ò¿¿íèéã òîäîðõîé òåìïåðàòóðòàé áîëòîë
Õàëààõàä ¿¿ñýõ óóðûã õýò õàëñàí óóð ãýíý.
7. Äàðàëò èõñýõýä ò¿¿íä õàðãàëçàõ áóöëàõ
òåìïåðàòóð íü íýìýãäýõ áà ýíý ¿åä ò¿¿íèé õóâèéí
ýçëýõ¿¿í èõýñ÷, õóóðàé õàíàñàí óóðûí õóâèéí
ýçëýõ¿¿í áóóðñààð òýäãýýðèéí õîîðîíäûí çºð¿¿ (v’’-
v’) áàãàñíà. Äàðàëò, òåìïåðàòóðûí òîäîðõîé óòãàíä
ýäãýýðèéí çºð¿¿ àðèëæ òýíö¿¿ áîëíî. v'’=v’=vÊÐ. Ýíý
öýãèéã õÿçãààðûí (êðèòèê) öýã ãý .нэ Бодис
á¿хíèé хувьд энэ цэгийн ïàðàìåòð¿¿ä õàðèëöàí
àäèëã¿é áàéíà. Уñíû õóâüä ðÊÐ=22.129 ÌÏà, ÒÊÐ
=374.150
Ñ, vÊÐ=0.00326 ì3
/êã áàéíà.
p
v0
p'''a
A
a
b
B
C K
a'
a''
a'''
p''a
p'a
pa
a0
a0
a0
a0 c
b'
b''
b'''
b
c'
c''
c'''
x=1x=0
ßíç á¿ðèéí äàðàëòûí ¿åä øèíãýíèé 00
Ñ òåìïåðàòóðò áàéõ öýã¿¿äèéã õîëáîñîí ìóðóéã òýã-
èçîòåðì (ÀÑ), óñíû áóöàëæ ýõëýõ öýã¿¿äèéã õîëáîñîí ìóðóéã äîîä õÿçãààðûí (ÀÊ), á¿ðýí
óóðøèæ äóóñàõ öýã¿¿äèéã õîëáîñîí äýýä õÿçãààðûí ìóðуé (ÊÂ) ãýæ òóñ òóñ íýðëýäýã.
Äîîä õÿçãààðûí ìóðóé íü áóöëàõ òåìïåðàòóðûí ¿åèéí øèíãýíèé ýçëýõ¿¿í áà äàðàëòûí,
äýýä õÿçãààðûí ìóðóé íü õóóðàé õàíàñàí óóðûí ýçëýõ¿¿í, äàðàëòûí õàìààðëûã тус тус
.илэрхийлнэ
Äîîä õÿçãààðûí ìóðóé íü áóöàëæ áóé óñíû, äýýä õÿçãààðûí ìóðóé íü õóóðàé õàíàñàí
óóðûí òºëâèéã òîäîðõîéëîõ áà ýäãýýð ìóðóéí õîîðîíä ÷èéãëýã õàíàñàí óóðûí (II), äîîä
õÿçãààðûí ìóðóéãààñ ç¿¿í òèéø òýã-èçîòåðì ìóðóé õ¿ðòýë øèíãýíèé (I), äýýä õÿçãààðûí
ìóðóéãààñ áàðóóí òèéø õàëñàí óóðûí (III) ìóæ òóñ òóñ îðøèíî.
8. 2. УС БА УУРЫН ҮНДСЭН
ПАРАМЕТР
• .А Усны төлвийн параметр. Ус шахагддаггүй шингэн учраас дурын
даралтын үед t=0 0
C үеийн нягт нь тогтмол, хувийн эзлэхүүн нь v=0.001 м3
/кг
байна.
Гурвын цэгт (Р=0.611 кПа, Т=273.16 К) түүний дулаан агуулалт, дотоод энерги,
энтропийн утга ho=0, uo=0, so=0 байдаг. Даралт тогтмол үед t=0 0
C температуртай
1 кг усыг буцалтал нь халаахад шаардагдах дулааныг усны хувийн дулаан гэдэг.
q’=cрд⋅(t1-t0)=cрд⋅t1 =(u’-u0)+l’
Ýíä: cрд-0… tx - òåìïåðàòóðûí çàéö äàõü óñíû äóíäà÷ äóëààí áàãòààìæ, êæ/êã.
• Òåðìîäèíàìèêèéí l õóóëèàñ q'=u'-uî+l' áîëíî. Ýíä: u' áóöàëæáóéóñíû äîòîîäýíåðãè, êæ/ê; l'
- ;äàðàëò òîãòìîë¿åäóñûãáóöàëòàëõàëààõ ¿åèéí òýëýëòèéí àæèë, êæ/êã.
l' = p(v' - vo)
l õóóëèéí òýããøèòãýëäîðëóóëàÿ.
q' = u' – uo + p(v' - vo)
uo≈0 ó÷ðààñ q' = u' – uo + p(v' - vo) áîëíî.
Äàðàëò áàãà¿åä l' = p(v' - vo) ≈ 0 áàéíà. Èéìäq' ≈ u' áîëíî. Ýíäýýñ õàðàõàäáóöàëæáóé
óñíû äîòîîäýíåðãèò¿¿íèéõóâèéí äóëààíòàéîéðîëöîî áàéíà. Ýäãýýðèéí çºð¿¿ð=3 ÌÏà¿åä
0.06 % 10 ÌÏàäàðàëòûí ¿åä0.33 % áàéíà.
9. • Áóöàëæ áóé óñíû äóëààí àãóóëàëò
h' = ho + q'
Ýíä: ho = uo + pvo – t = 0°
C òåìïåðàòóðòàé 1êã óñíû äóëààí àãóóëàëò, êæ/êã.
• Íàì äàðàëòûí ¿åä ho≈0 ó÷ðààñ h' ≈ q' ≈ u‘ áîëíî.
• Áîäèò íºõöºëä h' > q' > u' áàéíà.
• Óñíû ýíòðîïèéí ººð÷ëºëò
s = s' – so =
• Ýíä: s', cp- áóöàëæ áóé óñíû ýíòðîïè áà äóëààí àãóóëàëò, êæ/êã*K.
• Õýðýâ Ñð=Ñînst, s0=0 áàéâàë áóöàëæ áóé óñíû ýíòðîïè
s'=
=
10. Б. Уурын төлвийн параметр
• Халсан ба хуурай ханасан уурын төлвийн параметрүүдийг ус, уурын шинж
чанарын үзүүлэлтийн хүснэгтүүд болон h-s, T-s диаграммуудыг ашиглан
тодорхойлно.
• Чийглэг хансан уурын төлвийн параметр:
• Хувийн эзлэхүүн
vx=xv”+(1-x)v’=v’+x(v”-v’): ρx=1/vx
• Хувийн дулаан агуулалт
hx=xh”+(1-x)h’=h’+x(h”-h’)=ux+pvx
• Хувийн дотоод энерги
u’=xu”+(1-x)u’=u’+x(u”-u’)=hx-pvx
• Хувийн энтропи
s’=xs”+(1-x)s’=s’+x(s”-s’)
• Уур үүсэлтийн дулаан
rx=xr; ϕx=x ϕ; ψx=xψ
• Хуурайн зэрэг
x=(vx-v’)/(v”-v’)=(hx-h’)/(h”-h’)=(ux-u’)/(u”-u’)
11. 3. Óñ áà óóðûí òºëâèéí ººð÷ëºëòèéí ïðîöåññóóä.
• Òåðìîäèíàìèêèéí òîîöîîã äèàãðàììààð äàðààõ áàéäëààð õèéíý. Ýõëýýä ºãºãäñºí
ïàðàìåòð¿¿äèéí óòãûã àøèãëàí òýäãýýðèéí òîãòìîë áàéõ ìóðóéíóóäûã õîîðîíä íü
îãòëîëöóóëàí óóðûí ýõíèé òºëâèéí öýãèéã áàéãóóëíà. ¯¿íèé äàðàà òóõàéí
ººð÷ëºëòèéí íºõöëèéã àøèãëàí ïðîöåññèéí ìóðóéã áàéãóóëæ ýöñèéí öýãèéã îëíî.
Ýäãýýð öýã¿¿äèéã äàéðñàí ìóðóéíóóäûã àøèãëàí ýõíèé áà ýöñèéí òºëâèéí á¿õ
ïàðàìåòð¿¿äèéã äèàãðàììààñ àâíà.
• Äóëààíû õ¿÷íèé òºõººðºìæèéí àæèлëàãààã ñóäëàõàä äàðàëò, òåìïåðàòóð,
ýçýëõ¿¿í áà ýíòðîïè òîãòìîë ¿åèéí òºëâèéí ººð÷ëºëò¿¿ä ÷óõàë ¿¿ðýãòýé.
• Óñ, óñíû óóðûí äýýðõ á¿õ òºëâèéí ººð÷ëºëòèéí ¿åä òýäãýýðèéí äóëààí
àãóóëàëò, äîòîîä ýíåðãè, ýíòðîïèéí ººð÷ëºëò¿¿äèéã äàðààõ õýëáýðýýð òîäîðõîéëæ
áîëíî.
• Äóëààí àãóóëàëòûí ººð÷ëºëò,
• Äîòîîä ýíåðãèéí ººð÷ëºëò,
• Энтропийн ººð÷ëºëò,
12 hhh −=∆
)10()10( 3
222
3
22212 vphvphuuu −−−=−=∆
12 sss −=∆
12. 3.1. Ýçëýõ¿¿í òîãòìîë ¿åèéí òºëâèéí ººð÷ëºëò
• óóðûí òºëâèéí ººð÷ëºëò ÿâàãäàõàä áàéõ ó÷ðààñ ýçýëõ¿¿íèé
ººð÷ëºëòèéí àæèë õèéãäýõã¿é. Èéìä ¿¿ñã¿¿ðýýñ ºãñºí äóëààí çºâõºí
ò¿¿íèé äîòîîä ýíåðãèéã ººðëºõºä çàðöóóëàãäàíà. Õàðèí ýçýëõ¿¿í
òîãòìîë ¿åä óóðûã õºðãºâºë äîòîîä ýíåðãè íü àëäñàí äóëààíû
õýìæýýãýýð áàãàñàíà.
• Òºëâèéí ýíý ººð÷ëºëòèéí äóëààíы äèàãðàìì äýýð ò¿¿íèéã èëýðõèéëæ
áóé ìóðóé áà õýâòýý òýíõëýãèéí õîîðîíä ¿¿ññýí òàëáàéòàé
òýíö¿¿ áàéäàã. ªºðººð õýëáýë áîëíî.
13. 3.2. Äàðàëò òîãòìîë ¿åèéí òºëâèéí
ººð÷ëºëò
• Äàðàëò òîãòìîë ¿åä óóðûã õàëààõàä çàðöóóëàãäàõ áóþó õºðãºõºä
àëäàõ äóëààí ò¿¿íèé äóëààí àãóóëàëòûí ººð÷ëºëòººð
èëýðõèéëýãäýíý.
• Ýíý äóëààí äèàãðàìì äýýð óã ººð÷ëºëòèéí ìóðóé áà õýâòý ()
òýíõëýãèéí õîîðîíä ¿¿ññýí ä¿ðñèéí òàëáàéòàé òýíö¿¿ áàéäàã. ªºðººð
õýëáýë áîëíî.
• Äàðàëò òîãòìîë ó÷ðààñ äàðàëòûí ººð÷ëºëòèéí àæèë õèéõã¿é çºâõºí
ýçýëõ¿¿íèé ººð÷ëºëòººð àæèë õèéíý.
• Ýçýëõ¿¿íèé ººðëºëòèéí àæèë äèàãðàìì äýýð óã ººð÷ëºëòèéí ìóðóé áà
õýâòýý òýíõëýãèéí õîîðîíä ¿¿ñ÷ áàéãàà òýãø ºíöºãòèéí òàëáàéòàé
òýíö¿¿ áàéíà. ªºðººð õýëáýë áàéíà.
14. 3.3. Òåìïåðàòóð òîãòìîë ¿åèéí
òºëâèéí ººð÷ëºëò
Áîäèò õèé áóþó óñíû óóðûí äîòîîä ýíåðãè áà äóëààí àãóóëàëò
òåìïåðàòóð òîãòìîë ¿åä ººð÷ëºãäºíº.
• Òîãòìîë òåìïåðàòóðûí ¿åä 1 êã óóðä ºãºõ äóëààí
• Óóðûí òýëýëòèéí àæèë
15. 3.4. Ýíòðîïè òîãòìîë ¿åèéí òºëâèéí
ººð÷ëºëò
• Òóðáèí äàõü óóðûí òýëýò áîëîí íàñîñîîð óñûã øàõàõ
ïðîöåññóóäûã îíîëûí õóâüä àäèàáàòààð
( )
ÿâàãäàíà ãýæ ¿çäýã.
• Òºëâèéí ýíý ººð÷ëºëòèéí ¿åä äóëààí ñîëèëöîî ÿâàãäàõã¿é
ó÷ðààñ ( ) äîòîîä ýíåðãèéí ººð÷ëºëòººð àæèë õèéíý.
16. 3.5. Õóóðàéí çýðýã òîãòìîë ¿åèéí
òºëâèéí ººð÷ëºëò
• Òºëâèéí ýíý ººð÷ëºëò ýäãýýð äèàãðàììóóä äýýð õóóðàéí
çýðýã òîãòìîë ìóðóéí äàãóó ÿâàãäàíà. Ýíý òºëâèéí ººð÷ëºëòèéí
¿åä óóðûí äîòîîä ýíåðãè, äóëààí àãóóëàëò, ýíòðîïèéí
ººðëºëò¿¿äèéã òýäãýýðèéí ýöñèéí áàýõíèé óòãóóäûí
çºð¿¿ãýýð òîäîðõîéëíî.
• Ýíý ººðëºëòèéí ¿åèéí äóëààíûã äàðààõ èëýðõèéëëýýð
òîäîðõîéëíî.
• Òºëâèéí ººð÷ëºëòèéí ¿åèéí àæèë
