Какова температура пара

По мере нагревания воды в котле температура ее повышается до 100° С, вода закипает и образуется некоторое количество пара, который заполняет свободный от воды объем. Такой пар, образующийся в герметически закрытом котле в присутствии воды, называется насыщенным. При этом температура выделенного пара также будет около 100° С, а давление — 1 кГс/см2.

Одно из свойств насыщенного пара заключается в том, что при определенном давлении он имеет соответствующие этому давлению температуру, теплосодержание и плотность. При дальнейшем нагревании воды в закрытом котле количество пара и плотность его будут увеличиваться, а следовательно, будет возрастать и давление пара. Но благодаря указанному выше свойству насыщенного пара с увеличением

плотности и давления будет возрастать и температура пара. Зависимость между давлением, температурой и плотностью насыщенного пара приведена в табл. 4.

Таблица 4

С повышением температуры плотность пара будет возрастать, а с понижением температуры часть пара превратится в воду (сконденсируется), и оставшийся пар будет иметь плотность, соответствующую новой температуре.

Свойство насыщенного пара — с понижением температуры превращаться в воду, т. е. конденсироваться, является его большим недостатком. Соприкасаясь, например, с холодными стенками цилиндров, конденсируется и в цилиндрах скопляется вода. Конденсация вызывает большие потери тепла при протекании пара в паропроводах и цилиндрах, а скопление воды может повлечь повреждения деталей машины.

Если насыщенный пар, полученный в котле паровоза, продолжать нагревать в отдельном объеме, не имеющем воды, то получится перегретый пар. При этом сначала испарится влага, содержащаяся в паре, а затем начнется повышение температуры и увеличение удельного его объема. Перегретый пар обладает следующими основными свойствами и преимуществами:

а) при одинаковом давлении с насыщенным паром имеет значительно большую температуру и теплосодержание;

б) имеет больший удельный объем в сравнении с насыщенным паром, т. е. объем 1 кг перегретого пара при том же давлении больше объема 1 кг насыщенного пара. Поэтому при тех же размерах цилиндров машины для получения необходимой мощности потребуется перегретого пара по массе меньше, что дает экономию в расходе воды и топлива;

в) перегретый пар при охлаждении не конденсируется, в связи с чем уменьшается теплообмен со стенками цилиндров; конденсация наступает лишь тогда, когда температура перегретого пара упадет до температуры насыщенного пара при данном давлении.

Чем выше температура перегрева пара, тем экономичнее работает паровоз. Считают, что повышение температуры перегрева пара на 10° С дает примерно 1% экономии топлива. На современных паровозах температура перегрева пара колеблется в пределах 360-450° С.

⇐ | Паровые трубы и их соединения || Как устроен и работает паровоз || Системы пароперегревателей | ⇒

Пар, находящийся в соприкосновении с водой имеющий одинаковую с ней температуру, равную температуре кипения при данном давлении, называется насыщенным паром. Насыщенный пар может быть влажным и сухим. Влажным насыщенным паром называется насыщенный пар содержащий мельчaйшие частицы воды, т. е. представляющий собой смесь пара и воды. Пар, получаемый в паровом котле, содержит обычно 2-5% воды (т. е. степень сухости пара соответственно равна 98-95%). Сухим насыщенным паром называется насыщенный пар, полностью освобожденный от примесей воды. Перегретым называется пар, имеющий более высокую температуру, чем насыщенный пар того же давления.

Назначение дымососа и вентилятора. Порядок пуска и остановки дымососа, вентилятара

Дутьевые вентиляторы служат для подачи воздуха в топку котла. Дымовые трубы и дымососы создают тягу (разрежение), которая нужна для беспрерывного подвода свежего воздуха в топку и удаления из нее продуктов сгорания топлива. Дымососы устанавливаются в тех случаях, когда дымовая труба не может обеспечить необходимую тягу. Устройство дымососа аналогично устройству вентилятора (но имеет ряд особенностей: корпус из жаропрочной стали, в масленой ванне размещён змеевик с подводом воды для охлаждения масла, корпус покрывается тепловой изоляцией).

Пуск дымососа: Полностью закрыть шибер на всасывающем патрубке (перед дымососом) и включить электродвигатель. Проверить отсутствие посторонних шумов, задеваний движущихся частей о корпус, вибраций подшипников, правильное вращение рабочего колеса. Далее медленно открываем шибер (чтобы ток электродвигателя под нагрузкой не превысил допустимого значения). Вначале включаем дымосос, а затем вентилятор.

Остановка: Вначале остановить вентилятор, закрыв шибер вентилятора, а затем дымосос, закрыв шибер дымососа.

Все самое интересное о температуре закипания воды

Кипение – процесс перехода вещества из жидкого в газообразное состояние (парообразование в жидкости). Кипение не является испарением: оно отличается тем, что может происходить только при определенном давлении и температуре.

Кипячение – нагревание воды до температуры кипения.

Как происходит процесс кипения воды? ^

Кипение воды является сложным процессом, который происходит в четыре стадии. Рассмотрим пример кипения воды в открытом стеклянном сосуде.

На первой стадии кипения воды на дне сосуда появляются небольшие пузырьки воздуха, которые также можно заметить и на поверхности воды по бокам.

Эти пузырьки образуются в результате расширения небольших пузырей воздуха, которые находятся в мелких трещинах сосуда.

На второй стадии наблюдается увеличение объема пузырьков: все больше пузырьков воздуха рвется на поверхность. Внутри пузырьков находится насыщенный пар.

Как только повышается температура, возрастает давление насыщенных пузырьков, в результате чего они увеличиваются в размере. Как следствие, повышается действующая на пузыри архимедова сила.

Именно благодаря этой силе пузырьки стремятся к поверхности воды. Если верхний слой воды не успел прогреться до 100 градусов С (а это и есть температура кипения чистой воды без примесей), то пузырьки опускаются вниз в более горячие слои, после чего они снова устремляются назад на поверхность.

Ввиду того, что пузыри постоянно уменьшаются и увеличиваются в размере, внутри сосуда возникают звуковые волны, которые создают характерный для кипения шум.

На третьей стадии на поверхность воды поднимается огромное количество пузырьков, что вначале вызывает небольшое помутнение воды, которая затем «бледнеет». Данный процесс продолжается недолго и имеет название «кипение белым ключом».

Наконец, на четвертой стадии кипения вода начинает интенсивно бурлить, появляются большие лопающиеся пузыри и брызги (как правило, брызги означают, что вода сильно перекипела).

Из воды начинает образовываться водяной пар, при этом вода издает специфические звуки.

Почему «цветут» стены и «плачут» окна? Очень часто в этом виноваты строители, неправильно рассчитавшие точку росы. Читайте статью Точка росы: определение чтобы узнать, насколько это важное физическое явление, и как все-таки избавиться от излишней сырости в доме?

Какую пользу может принести талая вода для желающего похудеть? Об этом вы узнаете , оказывается, худеть можно без особых усилий!

Температура пара при кипении воды ^

Пар – это газообразное состояние воды. Когда пар поступает в воздух, то он, как и другие газы, оказывает на него определенное давление.

В процессе парообразования величина температуры пара и воды будет оставаться постоянной до тех пор, пока не испарится вся вода. Такое явление объясняется тем, что вся энергия (температура) направлена на превращение воды в пар.

В данном случае образуется сухой насыщенный пар. Высокодисперсные частицы жидкой фазы в таком паре отсутствуют. Также пар может быть насыщенным влажным и перегретым.

Насыщенный пар с содержанием взвешенных высокодисперсных частиц жидкой фазы, которые равномерно распределены по всей массе пара, называется влажным насыщенным паром.

В начале закипания воды образуется именно такой пар, который затем переходит в сухой насыщенный. Пар, температура которого больше температуры кипящей воды, а точнее перегретый пар, можно получить только с использованием специального оборудования. При этом такой пар будет близок по своим характеристикам к газу.

Температура кипения соленой воды ^

Температура кипения соленой воды превышает температуру кипения пресной воды. Как следствие соленая вода закипает позднее пресной. В соленой воде присутствуют ионы Na+ и Cl-, которые занимают определенную область между молекулами воды.

В соленой воде молекулы воды присоединяются к ионам соли – данные процесс имеет название «гидратация». Связь между молекулами воды значительно слабее связи, образовавшейся в процессе гидратации.

Поэтому при кипении из молекул пресной воды парообразование происходит быстрее.

На закипание воды с растворенной солью потребуется больше энергии, в качестве которой в данном случае выступает температура.

По мере увеличения температуры молекулы в соленой воде начинаются двигаться быстрее, но при этом их становится меньше, ввиду чего они сталкиваются реже. В результате образуется меньше пара, давление которого ниже, нежели у пара пресной воды.

Для того чтобы в соленой воде давление стало выше атмосферного и начался процесс кипения, необходима более высокая температура. При добавлении 60 граммов соли в воду объемом 1 литр температура кипения увеличится на 10 С.

Температура кипения воды в вакууме при различном давлении ^

Давление (P) — кПа

Температура (t) — °С

Температура кипения воды в вакууме ^

Известно, что при нормальном атмосферном давлении вода закивает при температуре 100 градусах C. Нормальное атмосферное давление составляет 101,325 кПа.

При снижении окружающего давления вода закипает и испаряется быстрее. Вакуум – свободное от вещества пространство. Технический вакуум – среда, содержащая газ под давлением, которое значительно ниже атмосферного.

В вакууме остаточное давление составляет примерно 4 кПа. При таком показателе давления точкой кипения воды будет 300 С. Чем выше давление в вакууме, тем больше величина температуры кипения воды.

Температура кипения воды в чайнике ^

Кипяток – вода, доведенная до температуры кипения. Как правило, для получения кипятка используются чайники. Остывшая вода, прежде доведенная до кипения, называется кипяченой.

В процессе кипения воды обильно выделяется пар. Процесс парообразования сопровождается выделением из состава жидкости свободных молекул кислорода. Чистая пресная вода закипает в чайнике при температуре 100 градусов С.

В кипятке погибает большинство болезнетворных бактерий за счет длительного воздействия высокой температуры на воду. При кипении из солей, содержащихся в жесткой воде, образуется осадок, который известен нам как накипь.

Обычно кипяченую воду применяют для заваривания кофе и чая, а также для дезинфекции овощей и фруктов и т.д.

Хороший способ поправить свое здоровье — это пить минеральную воду. Узнайте больше про щелочные минеральные воды Украины названия которых наиболее известны, насколько они полезны, сколько стоят? Это интересно!

Какие сейчас цены на насосы для повышения давления воды, и как определить, стоит ли он своих денег? Об этом можно прочитать , сделайте правильный выбор!

Температура кипения воды в горах ^

Как уже упоминалось выше, величина температуры кипения воды напрямую зависит от внешнего давления. Чем ниже будет атмосферное давление, тем меньше станет показатель температуры кипения.

Известно, что атмосферное давление значительно падает над уровнем моря. Поэтому в горах давление будет намного ниже, чем на уровне моря.

Чем выше горы, тем ниже атмосферное давление, и соответственно тем ниже температура кипения воды.

Любой альпинист знает, что в горах сложно заварить чай, поскольку вода недостаточно нагревается. Также в горах требуется больше времени, чтобы сварить пищу.

Поэтому была составлена специальная таблица, отражающая температуру закипания воды в зависимости от высоты.

Температуры кипения воды на разных высотах ^

Данные показатели могут меняться, если в состав воды входят примеси. При наличии нелетучих примесей температура кипения воды будет увеличиваться.

Температура кипения дистиллированной воды ^

Дистиллированная вода – это очищенная вода H2O, в которой практически не содержится каких-либо примесей. Обычно ее используют в медицинских, технических или исследовательских целях.

Дистиллированная вода не предназначена для питья или приготовления пищи. Такую воду производят в специальном оборудовании – дистилляторах, где происходит выпаривание пресной воды и последующая конденсация пара.

Данный процесс называется «дистилляция». После дистилляции все присутствовавшие в воде примеси остаются в выпаренном остатке.

Температура кипения дистиллированной воды будет такой же, как и у обычной водопроводной воды — 100 градусов Цельсия. Разница же заключается в том, что дистиллированная вода будет закипать быстрее по времени, нежели пресная.

Однако этот показатель практически не отличается от времени закипания обычной воды: разница состоит в считанных долях секунды.

Удельная теплота кипения воды ^

Удельная теплота кипения воды или парообразования – это физическая величина, отражающая количество теплоты, необходимое для превращения 1 л кипящей воды в пар.

Процесс кипения воды, как и любого другого вещества, происходит с поглощением теплоты. Значительная часть проводимой теплоты необходима для разрыва связей между молекулами воды.

Другая часть теплоты расходуется на процессы, происходящие при расширении пара. В результате поглощения теплоты увеличивается энергия взаимодействия между частицами пара.

Эта энергия становится больше энергии взаимодействия молекул воды. Таким образом, при одинаковой температуре внутренняя энергия пара становится выше внутренней энергии жидкости.

Единица удельной теплоты парообразования в системе СИ: = 1 Дж/кг.

Удельная теплота испарения воды равна 2260 кДж/кг.

Небольшое видео — измерение температуры кипения воды:

Калькулятор: Таблица свойств перегретого пара

  • Инженерный калькулятор
  • Пар
    • Проектирование трубопроводов
      • Расчет размера трубы по потерям давления
      • Расчет размера трубы по скорости
      • Расчет размера вестовой трубы
      • Потери давления в трубопроводе
      • Скорость пара в трубопроводе
      • Расход пара в трубопроводе
      • Экономичная толщина изоляции
    • Клапаны и сопла
      • Значения пропускной способности Cv и Kv
      • Расход пара через клапан
      • Расход пара через сопло
    • Расход конденсата
      • От трубопровода при запуске
      • При нагреве жидкости (непрерывном)
      • При нагреве жидкости (фиксированный объем)
      • При нагреве воздуха
      • От потери лучистого тепла в трубопроводах
      • Точка подтопления
    • Улучшенная сухость пара
      • От снижения давления
      • От снижения давления и отделения конденсата
    • Эффект смеси пара и воздуха
      • Падение температуры (на основе % воздуха)
      • % воздуха (на основе температуры смеси)
    • Стоимость единицы пара и энергии
      • Стоимость единицы энергии
      • Стоимость единицы пара
    • Эффективность котла
  • Возврат конденсата
    • Экономический анализ
      • Открытая система
      • Закрытая система
      • Теплообменник
      • Регенерация выпара
    • Расчет размера трубы
      • Между оборудованием и конденсатоотводчиком
      • Расчет размера трубы кондесатопровода по потерям давления
      • Расчет размера трубы кондесатопровода по скорости
      • Выпускная линия насоса
    • Образование выпара
  • Вода
    • Проектирование трубопроводов
      • Расчет размера трубы по потерям давления
      • Расчет размера трубы по скорости
      • Потери давления в трубопроводе
      • Скорость прохождения воды через трубопровод
      • Расход воды в трубопроводе
      • Толщина изоляции
    • Клапаны и сопла
      • Значения пропускной способности Cv и Kv
      • Расход воды через клапан
      • Расход воды через сопло
  • Воздух
    • Расчет трубопроводов
      • Расчет по потерям давления
      • Расчет по скорости
      • Потеря давления через трубопровод
      • Скорость прохождения воздуха через трубопровод
      • Расход воздуха в трубе
    • Клапаны и сопла
      • Значения пропускной способности Cv и Kv
      • Расход воздуха через клапан
      • Расход воздуха через сопло
    • Расход конденсата в системах сжатого воздуха
    • Таблица насыщения для влажного воздуха
  • Газ
    • Проектирование трубопроводов
      • Потеря давления через трубопровод
  • Паровые таблицы
    • Таблица свойств насыщенного пара (по давлению)
    • Таблица свойств насыщенного пара (по температуре)
    • Таблица свойств перегретого пара
  • Условия использования

Основные сферы применения пара

Пар используется в самых разных отраслях промышленности. Общими сферами применения пара могут быть, например, процессы с парообогревом на заводах и фабриках, паровые турбины на электростанциях, но на этом его использование далеко не ограничивается.

Вот несколько типичных областей использования пара в промышленности:

  • Обогрев / Стерилизация
  • Приведение в движение / Движущая сила
  • Рабочая среда
  • Атомизация
  • Очищение
  • Увлажнение
  • Насыщение влагой

Далее мы поговорим о различных сферах применения пара, а также приведем и проиллюстрируем несколько примеров парового оборудования.

Пар для отопления

Пар высокого давления

Пар обычно генерируется и распределяется при положительном давлении. В большинстве случаев это означает, что он подается на оборудование при давлении выше 0 МПа (изб.) и температуре выше 100 °C.

Пар высокого давления применяется для обогрева на пищевых фабриках, нефтеперерабатывающих и химических заводах. Насыщенный пар используется в качестве источника нагрева для теплообменников, ребойлеров, реакторов, подогревателей воздуха горения и других видов теплообменного оборудования.

Кожухотрубный теплообменник

В теплообменнике пар увеличивает температуру продукта за счет теплопередачи, после чего сам он превращается в конденсат и выходит через конденсатоотводчик.

Паровая печь

Сухой пар, нагретый до 200 — 800 °C при атмосферном давлении, особенно прост в обращении и используется в бытовых паровых печах, которые сегодня можно купить в магазине.

Вакуумный пар

В последнее время резко возросло применение пара для нагрева воды до температуры ниже 100°C, а именно такая температура традиционно требуется для использования горячей воды.

Когда вакуумный насыщенный пар работает таким же образом, как и насыщенный пар с положительным давлением, его температуру можно быстро изменить, отрегулировав давление. Пар, в отличие от горячей воды, позволяет четко контролировать температуру. Тем не менее, вакуумный насос должен использоваться вместе с другим оборудованием, т.к. с его помощью давление нельзя понизить ниже атмосферного.

Нагревание скрытой теплотой (паром)

По сравнению с подогревом горячей водой, эта система обеспечивает скорый и равномерный нагрев. Установленная температура достигается быстро и без скачков.

Пар для движения

Пар регулярно используется для приведения в движение (в качестве движущей силы) в паровых турбинах. Паровая турбина — это часть оборудования, которая необходима для производства электроэнергии на тепловых электростанциях. Прогресс в увеличении эффективности был достигнут за счет применения всё более и более высоких температуры и давления. Существует несколько тепловых электростанций, которые используют в своих турбинах сухой сверхкритический пар с абсолютным давлением 25 МПа, 610 °C.

Сухой пар часто используется в паровых турбинах для предотвращения повреждений оборудования, вызванных притоком конденсата. Однако на некоторых атомных электростанциях следует избегать использования высокотемпературного пара, так как это может стать причиной проблем с материалом, используемым в турбине. Вместо него обычно используется насыщенный пар высокого давления. В тех случаях, когда необходимо использовать насыщенный пар, в подводящей трубе часто устанавливают сепараторы для удаления конденсата из потока.

Помимо выработки электроэнергии, пар для движения служит для работы турбокомпрессоров или турбонасосов (газовых компрессоров, градирен и т.д.).

Генераторная турбина

Движущая сила пара поворачивает лопасти, которые в свою очередь запускают ротор подключенного электрогенератора, и именно благодаря этому вращению и производится электричество.

Пар как движущая жидкость

Пар также может использоваться как прямая «движущая сила» для перемещения потоков жидкости и газа в трубопроводах. Паровые струйные эжекторы используются для создания вакуума на производственном оборудовании, таком как дистилляционные колоны, для отделения и очистки потоков технологических паров. Они также используются для непрерывного удаления воздуха из поверхностных конденсаторов, чтобы поддерживать необходимое вакуумное давление на конденсационных (вакуумных) турбинах.

Эжектор для поверхностного конденсатора

Мощный пар высокого давления поступает в струйный эжектор через входное сопло, после чего рассеивается. Это создает зону низкого давления, которая захватывает воздух из поверхностного конденсатора.

В аналогичной области применения пар также является основной движущей жидкостью для вторичных дренажных систем, которые используются для откачивания конденсата из вентилируемых приемных резервуаров, испарительных сосудов или парового оборудования, которое работает в режиме срыва.

Пар для атомизации

Атомизация пара — это процесс, при котором пар используется для механического разделения жидкости. В некоторых камерах сгорания, например, в топливо вводят пар, чтобы увеличить до предела эффективность сгорания и минимизировать образование углеводородов (сажи). В паровых котлах и генераторах на мазуте этот метод применяется для дисперсии вязкой нефти на мелкие капли, чтобы обеспечить более эффективное сгорание. При работе факелов также обычно используют принцип атомизации для уменьшения доли загрязняющих веществ в выхлопных газах.

Факел с паровым поддувом

В факелах пар часто смешивается с отработанным газом перед горением.

Пар для очищения

Пар используется для очистки различных поверхностей. Одним из таких примеров в промышленности является использование пара в сажеобдувках. Котлы, использующие нефть или уголь в качестве источника топлива, должны быть оснащены обдувочными аппаратами для циклической очистки стенок печи и удаления отложений из конвекционных поверхностей. Это позволит обеспечить производительность, эффективность и надежность работы котла.

Очистка котловой трубы сажеобдувкой

Пар, выделяемый из выходного отверстия сажеобдувки, вытесняет сухую золу и шлак, которые затем падают в воронку или выходят с сжигаемыми газами.

Пар для увлажнения

Иногда пар используется на производстве для добавления влаги и одновременного подогрева, например, при производстве бумаги. Таким образом, бумага наматывается на валики с высокой скоростью и не подвергается микроскопическим разрывам или надрывам. Другим примером является пресс-гранулятор. Часто пресс-грануляторы для производства комбикорма непосредственно впрыскивают в кондиционер пар для одновременного обеспечения подогрева и дополнительной влаги кормового материала.

Кондиционер для пресс-гранулятора

За счет увлажнения корма он становится мягче, а крахмал, содержащийся в ингредиентах, становится желатиноподобным, что делает сами гранулы тверже.

Пар для насыщения влагой

Многие крупные коммерческие и промышленные объекты, особенно в холодных климатических зонах, используют насыщенный пар низкого давления в качестве основного источника отопления помещений. Змеевики ОВК, часто оснащенные паровыми увлажнителями, обеспечивают кондиционирование воздуха для обогрева помещений, хранения книг и архивов, а также для инфекционного контроля. Когда холодный воздух нагревается паровыми змеевиками, относительная влажность воздуха падает, её надо поднять до нормального уровня при помощи сухого насыщенного пара, который следует впрыскивать в выходящий поток воздуха.

Паровой увлажнитель в воздухопроводе

Пар используется для увлажнения воздуха внутри воздуховода перед его подачей в другие части здания.

Что такое пар? Типы пара

About the author

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *