مخطط P-h للماء: الضغط والإنثالبي

كيفية قراءة مخطط P-h

يمثّل مخطط الضغط والإنثالبي الضغط (بمقياس لوغاريتمي) مقابل الإنثالبي النوعي. وهو المخطط المعتاد لتتبّع مراحل التسخين والتبريد والتمدد والانضغاط، لأن الحرارة المتبادلة عند ضغط ثابت تُقرأ مباشرة مسافةً أفقية.

• منحنى الغليان (الأزرق) يمثّل السائل المشبع، ومنحنى الندى (البرتقالي) يمثّل البخار المشبع. ويلتقيان عند النقطة الحرجة (373.95 °C، 220.64 bar، h = 2088 kJ/kg).
• يسار منحنى الغليان: سائل مضغوط. تحت القبة: بخار رطب. يمين منحنى الندى: بخار محمَّص.
• عند ضغط معيّن يساوي عرض القبة الحرارة الكامنة للتبخر h_fg. وهي تتناقص بارتفاع الضغط وتنعدم عند النقطة الحرجة.

خطوط تساوي الحرارة ونسبة الجفاف

الخطوط الرمادية الرفيعة خطوط درجة حرارة ثابتة. في منطقة السائل تكاد تكون رأسية: فإنثالبي الماء السائل قليل التأثر بالضغط. وتحت القبة تكون أفقية، لأن الغليان عند ضغط ثابت يحدث عند درجة حرارة ثابتة. وفي منطقة البخار تهبط شبه رأسية عند الضغوط المنخفضة، حيث يسلك البخار سلوك الغاز المثالي.

تحت القبة يحدّد موضع النقطة بين المنحنيين نسبة الجفاف x، أي الكسر الكتلي للبخار: h = h_f + x·h_fg. مثال حسبته هذه الصفحة: عند 10 bar (179.9 °C) مع x = 0.9، يكون h = 2575.7 kJ/kg.

يمكنك كتابة نسبة الجفاف مباشرة في حقل «نسبة الجفاف x»: تنتقل النقطة إلى داخل القبة عند الضغط الحالي.

الطريقة

تحت القبة تكون الخصائص متوسطات موزونة بالكتلة لحالتَي السائل المشبع والبخار المشبع. وخارج القبة تبحث هذه الصفحة عدديًا عن درجة الحرارة انطلاقًا من الضغط والإنثالبي المختارين، ثم تحسب معادلات IAPWS-IF97 عند تلك الدرجة. النطاق المشمول من 0 إلى 800 °C حتى 1000 bar. راجع أيضًا مخطط T-s وحاسبة P-T وجدول البخار المشبع.