Nasycona para i jej właściwości

Po temperatura wrzenia przestaje rosnąć i pozostaje niezmieniona aż do całkowitego odparowania. Parowanie jest procesem przejścia z cieczy do pary, która ma taki sam wskaźnik temperatury jak wrząca ciecz. To parowanie nazywana parą nasyconą. Kiedy cała woda odparuje, każde kolejne dodanie ciepła podnosi temperaturę. Podgrzana para po nasyconym poziomie nazywana jest przegrzaniem. Przemysł zazwyczaj wykorzystuje parę nasyconą do ogrzewania, gotowania, suszenia lub innych procedur. Przegrzany jest używany wyłącznie do turbin. Różne typy pary mają różne energie potencjału wymiany, co uzasadnia ich zastosowanie w zupełnie innych celach.

Steam jako jeden z trzech stanów fizycznych

Zrozumienie ogólnej struktury molekularnej i atomowej substancji, a także wykorzystanie tej wiedzy o lodzie, wodzie i parze, może pomóc lepiej zrozumieć właściwości pary. Cząsteczka to najmniejsza jednostka dowolnego pierwiastka lub związku. To z kolei składa się z jeszcze mniejszych cząstek, zwanych atomami, które definiują podstawowe elementy, takie jak wodór i tlen. Specyficzne kombinacje tych elementów atomowych zapewniają połączenie substancji. Jeden z tych związków reprezentowany jest wzorem chemicznym H ₂ O, którego cząsteczki składają się z 2 atomów wodoru i 1 atomu tlenu. Węgiel jest także obfity, jest kluczowym składnikiem całej materii organicznej. Większość minerałów może istnieć w trzech stanach fizycznych (ciało stałe, ciecz i para), które nazywane są fazami.

Proces generowania pary

Kiedy temperatura wody zbliża się do punktu wrzenia, niektóre cząsteczki stają się wystarczające energia kinetyczna aby osiągnąć prędkości, które pozwolą im od razu oddzielić się od cieczy w przestrzeni nad powierzchnią przed powrotem. Dalsze ogrzewanie powoduje większe podekscytowanie i zwiększa się liczba cząsteczek, które chcą opuścić płyn. Przy ciśnieniu atmosferycznym temperatura nasycenia wynosi 100 ° C. Para o temperaturze wrzenia przy tym ciśnieniu nazywana jest suchą parą nasyconą. Jako przejście fazowe z lodu na wodę proces parowania jest również odwracalny (kondensacja). Punktem krytycznym jest najwyższa temperatura, w której woda może znajdować się w stanie ciekłym. Powyżej tego punktu parę można uznać za gaz. Stan gazowy jest rozproszonym pozorem, w którym molekuły mają prawie nieograniczoną możliwość ruchu.

Wzajemne połączenie zmiennych

W danej temperaturze występuje pewne ciśnienie pary, które występuje w równowadze z ciekłą wodą. Jeśli ta liczba wzrośnie, para przegrzeje się i nazywa się sucha. Istnieje związek między ciśnieniem i temperaturą: znając jedną wartość, możesz określić inną. Stan pary determinują trzy zmienne: ciśnienie, temperatura i objętość. Sucha para nasycona to stan, w którym para i woda mogą być obecne jednocześnie. Innymi słowy, dzieje się tak, gdy szybkość parowania jest równa szybkości kondensacji.

Nasycona para i jej właściwości

Omawiając właściwości pary nasyconej, często porównuje się ją do gazu doskonałego. Czy mają coś wspólnego, czy to proste nieporozumienie? Po pierwsze, przy stałym poziomie temperatury gęstość nie zależy od objętości. Wizualnie można to sobie wyobrazić w następujący sposób: należy wizualnie zmniejszyć objętość zbiornika za pomocą pary, bez zmiany wskaźników temperatury. Liczba cząsteczek ulegających kondensacji przekroczy liczbę parowania, a para powróci do stanu równowagi. W rezultacie gęstość będzie tym samym parametrem. Po drugie, cechy takie jak ciśnienie i objętość są od siebie niezależne. Po trzecie, biorąc pod uwagę niezmienność charakterystyki objętościowej, gęstość cząsteczek wzrasta, gdy temperatura wzrasta, a maleje, gdy maleje. W rzeczywistości, po podgrzaniu, woda zaczyna parować szybciej. Równowaga w tym przypadku zostanie zakłócona i nie zostanie przywrócona, dopóki gęstość pary nie powróci do poprzedniej pozycji. Natomiast w przypadku kondensacji gęstość pary nasyconej będzie się zmniejszać. W przeciwieństwie do doskonały gaz Para nasycona nie może być nazywana układem zamkniętym, ponieważ jest stale w kontakcie z wodą.

Zalety w dziedzinie ogrzewania

Czysta nasycona para w bezpośrednim kontakcie z ciekłą wodą jest uważana za nasyconą. Ma wiele cech, które czynią go doskonałym źródłem energii cieplnej, zwłaszcza w wysokich temperaturach (powyżej 100 ° C). Niektóre z nich to:

1. Szybkie, równomierne ogrzewanie z ukrytą wymianą ciepła poprawia jakość i wydajność produktu.
2. Ciśnienie i temperaturę można monitorować i ustawić na wymaganym poziomie.
3. Wysoki współczynnik przenikania ciepła.
4. Powstaje z wody, bezpieczna, czysta i niedroga.

Różne rodzaje pary

Para jest gazową fazą wody. Wykorzystuje ciepło podczas jego formowania i następnie uwalnia dużą ilość ciepła. Dlatego on
może być stosowany jako substancja robocza silniki cieplne. Znane są następujące warunki: nasycone nasycone, suche nasycone i przegrzane. Para nasycona jest preferowana do przegrzanej pary wodnej jako chłodziwa w wymiennikach ciepła. Kiedy jest on uwalniany do atmosfery z rur, część jej ulega kondensacji, powstają chmury białego, wilgotnego parowania, zawierające najmniejsze kropelki wody. Przegrzana para nie będzie ulegać kondensacji, nawet w przypadku bezpośredniego kontaktu z atmosferą. W stanie przegrzanym będzie miał większy transfer ciepła dzięki przyspieszeniu ruchu cząsteczek i niższej gęstości. Obecność wilgoci powoduje opady, korozję i skrócenie żywotności kotłów lub innych urządzeń wymiany ciepła. Dlatego preferowana jest sucha para, ponieważ wytwarza więcej energii i nie powoduje korozji.

Suche i nasycone: jaka jest sprzeczność

Wielu jest zdezorientowanych terminami "suchy" i "nasycony". Jak coś może być jednocześnie? Odpowiedź leży w używanej przez nas terminologii. Określenie "suchy" wiąże się z brakiem wilgoci, czyli "nie jest mokra". "Nasycony" oznacza "nasiąknięty", "nasiąknięty", "zalany", "zaśmiecony" i tak dalej. Wszystko to, jak się wydaje, potwierdza sprzeczność. Jednak w inżynierii parowej termin "nasycony" ma inne znaczenie iw tym kontekście oznacza stan, w którym występuje wrzenie. Tak więc temperatura, w której następuje wrzenie, jest technicznie znana jako temperatura nasycenia. Sucha para w tym kontekście nie zawiera wilgoci. Jeśli oglądasz wrzący czajnik, możesz zobaczyć białe parowanie wydobywające się z dziobka czajnika. W rzeczywistości jest to mieszanina suchej, bezbarwnej pary i mokrej pary zawierającej kropelki wody, które odbijają światło i zmieniają kolor na biały. Dlatego termin "sucha para nasycona" oznacza, że ​​para wodna jest odwodniona i nie przegrzewa się. Nie zawiera cząstek cieczy, ta substancja jest w stanie gazowym, co nie jest zgodne z ogólnymi prawami dotyczącymi gazu.