что такое свойства пара

Что такое пар, и его свойства

К сожалению, наука не даёт ответа о паре, что это, мелкая взвесь воды, или другое какое состояние, и почему у воды существует конденсация, огромная сила притяжения молекул воды к молекуле воды, и почему эта сила отсутствует у мелко распылённой воды. В каком состоянии находится вода, и что даёт воде, такие свойства, как конденсация.

Как я уже писал водород и кислород в результате электролиза приобретают разные заряды, что делает их взаимно отталкиваемыми, и горючими, но ведь кислород и водород может и не иметь заряда, и при этом существовать отдельно, это пар.

Пар, ещё одно разложение воды, на кислород и водород но уже без поверхностных зарядов, молекулы газов разорванные высокой температурой, в 100 градусов не могут соединится, по причине внутренних колебаний. Газы, касаясь холодных предметов, или остывая, вновь стягиваются в молекулу воды, внутренними зарядами, так происходит конденсация, именно за счёт внутренних зарядов кислорода и водорода. Это объясняет лавинно образную конденсацию, только так можно объяснить резкую конденсацию пара. Разогретые газы имея внутреннюю вибрацию не способны соединится, и даже сблизится, от внутренних колебаний нагрева. Охлаждение позволяет молекулам газов приблизится на расстояние внутреннего притяжения, в результате происходит конденсация, то есть образование воды.

Существуют установки по добыче водорода и кислорода из пара, с помощью электричества, это фактически придание заряда кислороду и водороду. Можно сказать что в грозовых тучах происходит точно такой же процесс, пар, подымающийся в тучу испытывает электрическое воздействие молнии, в результате земля получает очередную порцию заряженного кислорода так необходимого живым существам. Мы знаем, что во всяком горении с одной стороны всегда выступает кислород, а так как вся природа состоит из водородных соединений, то процесс предсказуем это горение. На нашей земле сгорают миллионы тонн материи, затрачиваются огромные запасы кислорода, но грозовые тучи восполняют данные потери.

Понимаю, многие возразят а как же природа, лёгкие планеты, к сожалению, в интернете существуют статьи, доказывающие что растения никогда не производили и не производят кислород, у растений вообще отсутствуют органы дыхания, тем более механизм переработки углекислого газа в кислород.

Немаловажно то, что при такой теории, людям бы дышалось в лесу хорошо, и плохо посреди Тихого океана. Нехватка кислорода ощущалась бы весьма резко, в лесу, и по среди океана, воздух превосходил бы насыщенностью, по сравнению с морским, в разы, это как стоять возле кондиционера, ощущая прохладу и быть в другой комнате, с открытыми дверями. Это очередной миф о растительном производстве кислорода, тем более что мы узнали, что кислород должен получить заряд, чего растения не могут дать в принципе, за отсутствием такового в их строении.

Источник

Что такое водяной пар и каким он бывает

В большинстве технологических теплообменных процессах производственных предприятий применяют водяной пар давлением от 1,5 кг/см² до 24 кг/см², поэтому оставим в стороне технологические процессы большой энергетики и процессов, где используют пар с параметрами намного выше 25 кг/см² и температурой до 600°C. Так же не будем рассматривать процессы сублимации и других технологий, протекающих при температурах ниже 100°C.

На рисунке 1 предоставлены «Диаграма состояния воды» (а) и «hs диаграмма водяного пара» (б), с помощью них разберём «наш» пар. На диаграмме «а» область водяного пара с интересующими нас параметрами – это область «A». Для более лучшего понимания состояния и характеристик воды (водяного пара) при интересующих нас давлениях и температурах обратимся к диаграмме «б».

Рис.1. Диаграммы

а) Диаграмма состояния воды

χ – коэффициент сухости пара. Показатель качества насыщенного пара. Чем ниже «χ», тем больше воды в паре и меньше энтальпия (количество тепловой энергии).

На диаграмме «б» разными цветами выделены области с характеристиками интересующего нас водяного пара: перегретый пар (область «E»), влажный насыщенный пар (область «F»). Кривая c-d характеризует состояние сухого насыщенного пара. В таблице 1 перечислим свойства пара в каждом из состояний.

Таблица 1. Виды и свойства водяного пара

Область на диаграмме

Показатели характеризующие состояние пара

РАЗНОВИДНОСТЬ ПАРА

краткое описание свойств пара

Кривая с-d

Коэффициент сухости (χ = 1)

СУХОЙ НАСЫЩЕННЫЙ ПАР (СНП)

* СНП – это прозрачный газ;

* СНП – «идеальный пар» для теплотехнических процессов, может существовать только в закрытом пространстве, не стабилен;

* СНП – это наиболее эффективный пар для теплообменных процессов (максимальный коэффициет теплоотдачи при высоком теплосодержании (энтальпии));

* Ввиду нестабильности СНП, необходимо делать поправку и все теплотехнические расчёты рекомендуется вести по ВНП.

Область F

ВЛАЖНЫЙ НАСЫЩЕННЫЙ ПАР (ВНП)

* ВНП – это водяной газ облачно-белого цвета, с которым мы постоянно сталкиваемся в повседневной жизни;

* ВНП – реальный пар, с которым работают теплообменные аппараты;

* ВНП – это смесь пара и мельчайших капелек воды;

* В теплообменных процессах при постоянном давлении, температура ВНП от момента χ = 1 до χ = 0 (конденсат) является величиной постоянной;

* Без применения пароперегревателей на выходе любого парового котла ВНП;

* При транспортировке ВНП по паропроводу образуется конденсат, который необходимо отводить в обязательном порядке.

Область E

ПЕРЕГРЕТЫЙ ПАР (ПП)

* ПП ещё называют сухим ненасыщенным паром;

* ПП – это прозрачный газ;

* ПП – не применяется в теплообменных процессах;

* ПП – это пар, температура которого при данном давлении больше, чем температура СНП;

* ПП получается дальнейшим нагревом насыщенного пара. В отличии от насыщенного пара у перегретого пара нет прямой зависимости давления от температуры, и он в обязательном порядке должен характеризоваться давлением и температурой перегрева;

* Преимущество ПП в отсутствии образования конденсата при транспортировке;

* Недостатки ПП – низкий коэффициент теплоотдачи, что требует больших площадей теплообменных поверхностей при теплообменных процессах.

ВЫВОДЫ:

Источник

Как сказал.

Вопросы к экзамену

Для всех групп технического профиля

Список лекций по физике за 1,2 семестр

Я учу детей тому, как надо учиться

Часто сталкиваюсь с тем, что дети не верят в то, что могут учиться и научиться, считают, что учиться очень трудно.

Урок 18. Лекция 18. Свойства паров

Насыщенные и ненасыщенные пары.

Рассмотрим процессы, происходящие в закрытом сосуде:

С течением времени в сосуде закрытом крышкой между жидкостью и её паром устанавливается состояние динамического (подвижного) равновесия, когда число молекул, вылетающих из жидкости, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость из пара, то есть когда скорости процессов испарения и конденсации одинаковы. Такую систему называютдвухфазной.

Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называютнасыщенным.

Название «насыщенный» подчеркивает, что в данном объеме при данной температуре не может находиться большее количество пара.

Ненасыщенный пар – это пар, не достигший динамического равновесия со своей жидкостью. При данной температуре давление ненасыщенного пара всегда меньше давления насыщенного пара. При наличии над поверхностью жидкости ненасыщенного пара процесс парообразования преобладает над процессом конденсации, и потому жидкости в сосуде с течением времени становится все меньше и меньше.

Рассмотрим некоторые свойства насыщенного пара:

1. Концентрация молекул насыщенного пара не зависит от его объёма при постоянной температуре. Если уменьшить объем насыщенного пара, то сначала концентрация его молекул увеличится и из газа в жидкость начнет переходить больше молекул до тех пор, пока опять на установится динамическое равновесие.

2. Давление насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от его объёма.

Независимое от объёма давление пара, при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называется давлением насыщенного пара. Это наибольшее давление, которое может иметь пар при данной температуре.

3. Давление насыщенного пара зависит от температуры. Чем выше будет температура жидкости, тем больше молекул будет испаряться, динамическое равновесие нарушится, но концентрация молекул пара будет расти до тех пор, пока равновесие не установится опять, а значит, больше станет и давление насыщенного пара. С увеличением температуры давление насыщенных паров возрастает.

В атмосферном воздухе всегда присутствуют пары воды, которая испаряется с поверхности морей, рек, океанов и т.п.

Воздух, содержащий водяной пар, называют влажным.

Влажность воздуха оказывает огромное влияние на многие процессы на Земле: на развитие флоры и фауны, на урожай сельхоз. культур, на продуктивность животноводства и т.д. Влажность воздуха имеет большое значение для здоровья людей, т.к. от неё зависит теплообмен организма человека с окружающей средой. При низкой влажности происходит быстрое испарение с поверхности и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, что приводит к ухудшению состояния.

Значит, влажность воздуха надо уметь измерять. Для количественной оценки влажности воздуха используют понятия абсолютной и относительной влажности.

Абсолютная влажность – величина, показывающая, какая масса паров воды находится в 1 м³ воздуха. Она равна парциальному давлению пара при данной температуре.

Относительная влажность воздуха – это величина, показывающая, как далек пар от насыщения. Это отношение парциального давления p водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного пара p₀ при той же температуре, выраженное в процентах:

Если воздух не содержит паров воды, то его абсолютная и относительная влажность равны 0.

Если влажный воздух охлаждать, то находящийся в нем пар можно довести до насыщения, и далее он будет конденсироваться.

выпадение росы под утро,

запотевание холодного стекла, если на него подышать,

образование капли воды на холодной водопроводной трубе,

сырость в подвалах домов.

Точка росы – это температура, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным.

Точка росы также характеризует влажность воздуха.

Точка россы при относительной влажности воздуха в %

Источник

Содержание:

Свойства паров:

Испарение. В жидкостях (и твердых телах) при любой температуре существует некоторое количество молекул (или атомов), кинетическая энергия которых больше потенциальной энергии взаимодействия с соседними молекулами. Если такие молекулы находятся поблизости от поверхности жидкости, то они с легкостью покидают поверхность и создают над ее поверхностью пар.

Парообразованием называется процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное. Парообразование осуществляется двумя способами: испарением и кипением.

Кипение — это парообразование, происходящее по всему объему жидкости при определенной температуре.

При испарении частицы, обладающие большой кинетической энергией, покидают поверхность жидкости. В результате происходит уменьшение среднего значения кинетической энергии оставшихся частиц жидкости. Поэтому в процессе испарения наблюдается охлаждение жидкости (только если жидкости не передается теплота со стороны).

Скорость испарения зависит от: температуры жидкости, площади свободной поверхности жидкости, скорости течения воздуха, окружающего поверхность жидкости, давления, оказываемого на поверхность жидкости (с увеличением давления скорость испарения уменьшается), удельной теплоты парообразования жидкости, то есть от рода жидкости.

Удельная теплота парообразования численно равна количеству теплоты, необходимому для полного превращения жидкости массой 1 кг в пар при постоянной температуре:

Где

Единица измерения удельной теплоты парообразования в СИ:

Значение удельной теплоты парообразования зависит от рода жидкости и её температуры — с увеличением температуры значение удельной теплоты парообразования уменьшается. Минимальное значение удельной теплоты парообразования соответствует температуре кипения жидкости.

Процесс, обратный парообразованию, один из природных процессов, называемый конденсацией, при котором пар превращается в жидкость.

Насыщенный и ненасыщенный пар

По характеру зависимости плотности и давления от температуры пар может быть насыщенным и ненасыщенным.

Насыщенный пар — это пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью. Динамическое равновесие между жидкостью и ее паром возникает тогда, когда число молекул, покидающих свободную поверхность жидкости, становится равным числу молекул, возвращающихся в жидкость. Насыщенный пар возникает над свободной поверхностью жидкости в закрытом сосуде.

Если же сосуд открыт, то часть молекул, покинувших поверхность жидкости, испаряется в атмосферу и не возвращается в жидкость, то есть нарушается динамическое равновесие и пар переходит в ненасыщенное состояние.

Свойства насыщенного пара

a) давление, плотность и концентрация насыщенного пара при постоянной температуре от объема пара не зависят, то есть насыщенный пар не подчиняется закону Бойля-Мариотта (а);

b) с повышением температуры давление, плотность и концентрация насыщенного пара резко увеличиваются, то есть насыщенный пар не подчиняется закону Шарля. Это происходит потому, что увеличение давления насыщенного пара происходит в соответствии с выражением не только за счет повышения температуры, но и одновременно за счет увеличения концентрации (плотности) молекул пара (b).

Свойства ненасыщенного пара

a) давление и плотность ненасыщенного пара данной массы при постоянной температуре обратно пропорциональны его объему, то есть для ненасыщенного пара выполняется закон Бойля-Мариотта (с);

b) давление ненасыщенного пара данной массы при постоянном объеме прямо пропорционально его температурю, то есть для ненасыщенного пара выполняется закон Шарля (d).

Пар может переходить из ненасыщенного состояния в насыщенное и наоборот.

При изотермическом расширении насыщенный пар может превратиться в ненасыщенный пар.

При изотермическом сжатии ненасыщенный пар может превратиться в насыщенный пар.

Это происходит так. Предположим, что в цилиндре, подключенном к манометру, под поршнем находится ненасыщенный пар при температуре объем которого равен (е). При изотермическом сжатии пара его объем уменьшается, а давление, плотность и концентрация увеличиваются (участок графика).

При достижении объема пара значения он начинает конденсироваться, в цилиндре образуются капельки жидкости — пар переходит в насыщенное состояние. Давление, плотность и концентрация пара принимают максимальное значение при данной температуре. Дальнейшее уменьшение объема приводит к конденсации пара и превращению его в жидкость (участок графика). Этот процесс продолжается до полного превращения насыщенного пара в жидкость (точка С). Дальнейшее сжатие производится над жидкостью, и очень малая сжимаемость жидкости, приводит к резкому увеличению показаний манометра (участок графика).

При изохорном нагревании насыщенный пар превращается в ненасыщенный. На графике зависимости давления пара от температуры при постоянном объеме участок 1-2 соответствует насыщенному состоянию пара (f).

Примечание: При изотермическом сжатии превращение насыщенного пара в жидкость возможно только при температуре ниже критической температуры.

Критическая температура —это температура, при которой исчезают физические различия между жидкостью и ее насыщенным паром. При критической температуре плотность насыщенного пара равна плотности жидкости (g).

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Источник

СВОЙСТВА НАСЫЩЕННОГО ПАРА

Что это такое и как им пользоваться

Численные значения параметров теплоты, а также взаимосвязь между температурой и давлением, приведенные в настоящем Руководстве, взять из Таблицы «Свойства насыщенного пара».

Определение применяемых терминов:

Насыщенный пар

Чистый пар, температура которого соответствует температуре кипения воды при данном давлении.

Абсолютное давление

Абсолютное давления пара в барах (избыточное плюс атмосферное).

Зависимость между температурой и давлением

Каждому значению давления чистого пара соответствует определенная температура. Например: температура чистого пара при давлении 10 бар всегда равна 180°С.

Удельный объём пара

Масса пара, приходящаяся на единицу его объёма, кг/м3.

Теплота кипящей жидкости

Количество тепла, которое требуется чтобы повысить температуру килограмма воды от 0°С до точки кипения при давлении и температуре, указанных в Таблице. Выражается в ккал/кг.

Скрытая температура парообразования

Количество тепла в ккал/кг, необходимое для превращения одного килограмма воды при температуре кипения в килограмм пара. При конденсации одного килограмма пара в килограмм воды высвобождает такое же самое количество теплоты. Как видно из Таблицы, для каждого сочетания давления и температуры величина этой теплоты будет разной.

Полная теплота насыщенного пара

Сумма теплоты кипящей жидкости и скрытой теплоты парообразования в ккал/кг. Она соответствует полной теплоте, содержащейся в паре с температурой выше 0°С.

Как пользоваться таблицей

Кроме определения зависимости между давлением и температурой пара, Вы, также, можете вычислить количество пара, которое превратится в конденсат в любом теплообменнике, если известно передаваемое им количество теплоты в ккал. И наоборот, Таблицу можно использовать для определения количества переданной теплообменником теплоты если известен расход образующегося конденсата.

ПАР ВТОРИЧНОГО ВСКИПАНИЯ

Что такое пар вторичного вскипания:

Когда горячий конденсат или вода из котла, находящиеся под определенным давлением, выпускают в пространство, где действует меньшее давление, часть жидкости вскипает и превращается в так называемый пар вторичного вскипания.

Почему он имеет важное значение :

Этот пар важен потому, что в нем содержится определенное количество теплоты, которая может быть использована для повышения экономичности работы предприятия, т.к. в противном случае она будет безвозвратно потеряна. Однако, чтобы получить пользу от пара вторичного вскипания, нужно знать как в каком количестве он образуется в конкретных условиях.

Если воду нагревать при атмосферном давлении, ее температура будет повышаться пока не достигнет 100°С – самой высокой температуры, при которой вода может существовать при данном давлении в виде жидкости. Дальнейшее добавление теплоты не повышает температуру воды, а превращает ее в пар.

Теплота, поглощенная водой в процессе повышения температуры до точки кипения, называется физической теплотой или тепло-содержанием. Теплота, необходимая для превращения воды в пар, при температуре точки кипения, называется скрытой теплотой парообразования. Единицей теплоты, в общем случае, является килокалория (ккал), которая равна количеству тепла, необходимому для повышения температуры одного килограмма воды на 1°С при атмосферном давлении.

Однако, если воду нагревать при давлении выше атмосферного, ее точка кипения будет выше 100°С, в силу чего увеличится также и количество требуемой физической теплоты. Чем выше давление, тем выше температура кипения воды и ее теплосодержание. Если давление понижается, то теплосодержание также уменьшается и температура кипения воды падает до температуры, соответствующей новому значению давления. Это значит, что определенное количество физической теплоты высвобождается. Эта избыточная теплота будет поглощаться в форме скрытой теплоты парообразования, вызывая вскипание части воды и превращение ее в пар. Примером может служить выпуск конденсата из конденсатоотводчика или выпуск воды из котла при продувке. Количество образующегося при этом пара можно вычислить.

Конденсат при температуре пара 179,9 °C и давлении 10 бар обладает теплотой в количестве 182, 1ккал/кг. См. Колонку 5 таблицы параметров пара. Если его выпускать в атмосферу, т.е. при абсолютном давлении 1 бар, теплосодержание конденсата сразу же упадет до 99,7 ккал/кг. Избыток теплоты в количестве 82,3 ккал/кг вызовет вторичное вскипание части конденсата. Величину части конденсата в %, которая превратится в пар вторичного вскипания, определяют следующим образом :

Разделите разницу между теплосодержанием конденсата при большем и при меньшем давлениях на величину скрытой теплоты парообразования при меньшем давлением значении давления и умножьте результат на 100.

Выразив это в виде формулы, получим :

% пар вторичного вскипания

q1 = теплота конденсата при большем значении давления до его выпуска

q2 = теплота конденсата при меньшем значении давления, т.е. в пространстве, куда производится выпуск

r = скрытая теплота парообразования пара при меньшем значении давления, при котором производится выпуск конденсата

% пара вторичного вскипания =

График 2.

Объем пара вторичного вскипания при выпуске одного кубического метра конденсата в систему с атмосферным давлением.

Для упрощения расчетов, на графике показано количество пара вторичного вскипания, которое будет образовываться, если выпуск конденсата будет производится при разных давлениях на выходе

Пар… основные понятия

Влияние присутствия воздуха на температуру пара

Рис. 1 поясняет, к чему приводит присутствие воздуха в паропроводах, а в Таблице 1 и на Графике 1 показана зависимость снижения температуры пара от процентного содержания в нем воздуха при различных давлениях.

Влияние присутствия воздуха на теплопередачу

Воздух, обладая отличными изоляционными свойствами, может образовать, по мере конденсации пара, своеобразное «покрытие» на поверхностях теплопередачи и значительно понизить ее эффективность.

СО₂ в газообразной форме, образовавшись в котле и перемещаясь вместе с паром, может растворится в конденсате, охлажденном ниже температуры пара, и образовать угольную кислоту. Эта кислота весьма агрессивна и, в конечном итоге «проест» трубопроводы и теплообменное оборудование. См. Рис.2. Если в систему попадает кислород, он может вызвать питтинговую коррозию чугунных и стальных поверхностей. См. Рис. 3.

Паровая камера со 100% содержанием пара. Общее давление 10 бар. Давления пара 10 бар температура пара 180°С

Рис.1. Камера, в которой находится смесь пара и воздуха, передает только ту часть теплоты, которая соответствует парциальному давлению пара, а не полному давлению в ее полости.

Паровая камера с содержанием пара 90%

И воздуха 10%. Полное давление 10 бар. Давление

Пара 9 бар, температура пара 175,4°С

Снижение температуры паро-воздушной смеси в зависимости от содержания воздуха

Температура насыщ. пара

Температура паро-воздушной смеси от к-ва воздуха в объему,°С

Источник