Рейтинг фильтров для воды

Мы протестировали и выбрали лучшее очистное оборудование и бытовые фильтры

Какими свойствами обладает пар, как их можно использовать?

Пар обладает целым набором свойств, которые используются для разных целей в быту и на производстве.

В статье подробно описаны основные свойства паров различных типов, их отличия и влияние на формирование испарения.

От чего зависят?

Из основных параметров, влияющих на характеристики пара, можно выделить:

  1. foto47835-2Взаимосвязь с окружающей средой. Окружающая среда влияет на степень насыщенности пара влагой.

    Если газ образуется в закрытом сосуде, он достигает насыщения, температурного баланса с водой и начинает конденсироваться.

    Такой пар становится насыщенным. При взаимодействии с окружающей средой, насыщения достичь не удается, и пар становится ненасыщенным.

  2. Температура. Оказывает самое сильное влияние. При достижении термодинамического равновесия с водой, пар насыщается влагой. Если подвод тепла продолжает увеличиваться, влага из газа выпаривается, и он становится перегретым.
  3. Атмосферное давление. Влияет на скорость парообразования и степень насыщения влагой. Чем больше давление, тем ниже парообразование и степень насыщения. Также значительно снижается плотность пара.

Параметры

Пар, как энергия, имеет ряд свойств, которые подразделяются на 3 основные группы — физические, теплофизические и термодинамические:

  • термодинамическое свойство – это способность пара к обмену энергией при взаимодействии с посторонними предметами и средой;
  • теплофизическое свойство – является способностью выделять тепло и обмениваться им со средой или предметами;
  • физическое свойство – является совокупностью всех свойств вещества без химических взаимодействий.

Ниже представлены подробные таблицы трех типов свойств пара.

Термодинамические

Пар обладает энергией и способностью делиться ей с окружающей средой, что наглядно представлено в таблице:

tpu1u2h1h2rs1s2s1-s2T
06,108*1020,001002206,3-0,04250125010,00029,15659,1567273
101,2271*1030,001003106,441,9251924770,18,98,7283
202,3368*1030,001001757,883,8253724530,28,68,3293
304,241*1030,001004532,9127255624290,48,48,01303
407,374*1030,001007819,54167257424060,58,27,6313
501,2335*1040,001012112,08209259123820,78,097,4323
601,9919*1040,00101717,68251260923580,87,97,07333
703,1161*1040,00102285,04292262623330,957,76,8343
804,7359*1040,00102923,41334264323081,077,66,5353
907,0108*1040,00103612,36376266022831,197,46,3363
1001,0125*1050,00104371,67419267622571,37,36,04373
3742,2084*1070,028340,03147203921501114,3374,50,1647

В таблице представлены следующие термодинамические свойства пара:

  1. «t» — температура по Цельсию.
  2. «p» — абсолютное давление Па.
  3. «u1» — динамическая вязкость жидкости кПа*с.
  4. «u2» — динамическая вязкость пара кПа*с.
  5. «h1» — энтальпия жидкости кДж/кг.
  6. «h2» — энтальпия пара кДж/кг.
  7. «r» — теплота испарения кДж/кг.
  8. «s1» — энтропия воды кДж/кг.
  9. «s2» — энтропия пара кДж/кг.
  10. «s1-s2» — разница между энтропией воды и пара кДж/кг.
  11. «T» — абсолютная температура по Кельвину.

foto47835-3

Как можно видеть, табличные значения термодинамических свойств пара сильно зависят от повышения температуры и давления газа.


Теплофизические

К теплофизическим свойствам пара можно отнести его способность делиться теплотой с объектами взаимодействия. Таблица свойств представлена ниже:

tpP1H1rcpƛauvpr
00,0060,004250125001,81,618889,118881
100,010,009251924771,861,710119,411011
200,020,01253724531,871,85639,75631
300,040,03255524301,881,883289,93281
400,070,05257424061,891,920010,22001
500,120,08259123821,92,0312810,51270,9
600,190,13260923581,922,18410,9830,9
700,310,19262623331,942,25711,2560,9
800,40,29264323091,962,34011,6390,9
900,70,42266022831,992,42811,9280,9
10010,5267622562,12,371811,97201,08

В таблице представлены основные теплофизические свойства пара:

  • «t» — температура по Цельсию, как основной источник парообразования;
  • «p» — давление пара увеличивается при подводе тепла (Па);
  • «p1» — значение плотности пара, также увеличивается при повышении температуры и давления (кг/м3);
  • «h1» — прослеживается рост энтальпии пара (кДж/кг);
  • «r» — снижается количество теплоты парообразования (кДж/кг);
  • «cp» — теплоемкость газа увеличивается (кДж);
  • «ƛ» — незначительно, но увеличивается теплопроводность среды (Вт);
  • «a» — температурная проводимость начинает снижаться (м2/с);
  • «u» — увеличивается значение динамической вязкости пара (Па/с);
  • «v» — снижается значение кинетической вязкости (м2/с);
  • «pr» — значение Прандтля меняется в незначительном диапазоне.

foto47835-4

Теплофизические свойства пара, как и термодинамические, имеют сильную взаимосвязь с давлением и температурой подводимого тепла.

Физические

Физические свойства водяного пара являются общими и связующими для термодинамических и теплофизических свойств. Они также зависят от температуры и давления:

tprhsuƛP1cpv
00,006250025010,00029,11,60,0041,81888
500,12238225910,710,520,081,9127
1001225626761,0711,92,30,52,120

Зависимость от температуры, позволяет менять тип пара, наделяя его наиболее полезными свойствами, для решения определенных задач.

Подвод тепла может менять свойства пара по состоянию насыщения влагой, доводить до конденсации пар при температуре насыщения в закрытых емкостях, перегревать насыщенный пар для дальнейшего использования.

Разница для насыщенного, ненасыщенного и перегретого

В промышленности и производстве используется 3 основных типа водяного пара, каждый со своим набором отличительных свойств:

  1. foto47835-5Насыщенный пар. Отличается наличием термодинамического равновесия с исходной жидкостью, сильно зависим от температуры нагрева и давления.

    Конденсируется по достижении 100% уровня влажности. При этом плотность такого пара не зависит от давления.

    Теплоемкость такого газа высокая, но требует большой энергии для парообразования.

  2. Ненасыщенный пар. Обладает низким уровнем насыщения. Как правило образуется на открытых площадях. Давление такого пара не зависит от температуры. Отличается низким содержанием молекул воды. Ненасыщенный пар может перейти в степень насыщения в условиях закрытой емкости, подводе тепла и увеличении давления.
  3. Перегретый пар. Отличается различием температуры испарения. Такой пар горячее исходной жидкости, имеет более низкое давление и высокую плотность. Достигается это за счет полного выпаривания жидкости из газа.
Любой тип пара может менять свои свойства, структуру и уровень влажности за счет увеличения или уменьшения температуры.

Практическое применение знаний

Пар применяется во многих областях промышленности, производства и в быту:

  • перегретый пар является источником тепла, используется для осушения различных материалов;
  • насыщенный пар применяют для перегона в теплоносителях, увлажнения и очистки химических сред и устройств;
  • пар применяется в энергетике как источник вращения приводов генераторов.

Большая доля использования приходится для бытовых нужд. Например, при приготовлении еды, чистке предметов быта.

Заключение

Весь перечень полезных свойств пара делает его незаменимым источником тепла и энергии. Также очень полезным является изменение структуры и насыщения пара, позволяя использовать один установленный объем для нескольких нужд. Это позволяет значительно снизить затраты на сырье.

А какова Ваша оценка данной статье?
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...