ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Исходные положения из "Теплотехника " В природе и технике водяной пар получается либо путем испарения с поверхности жидкости, либо в результате парообразования во всем объеме жидкости при ее кипении. В первом случае давление насыщенного пара обычно намного меньше давления окружающей среды, а над поверхностью жидкости кроме ее собственного пара находится посторонний газ - воздух. В этих условиях пар распространяется в окружающем пространстве путем диффузии, т е. довольно медленно. Так как новые порции жидкости испаряются лишь по мере удаления от поверхности ранее образовавшихся паровых молекул, то при неизменной температуре скорость испарения оказывается, зависящей от интенсивности движения воздуха вблизи поверхности жидкости. . / . [c.76] Нагревая жидкость, можно повысить ее температуру настолько, что интенсивное образование пара будет происходить не только на ее открытой поверхности, но и по всему объему. В ходе кипения у обогреваемой стенки и в толще воды образуются пузырьки пара. Центрами зарождения паровых пузырьков в нагретой воде являются взвешенные в ней мельчайшие твердые частицы, пузырьки воздуха и отдельные неровности стенки. [c.76] Так как плотность пара во много раз меньше плотности воды (при температуре 373,15 К, например, в 1600 раз), то пузырьки пара устремляются вверх к открытой поверхности. При своем движении они растут , т.е. увеличиваются в объеме за счет поступления в их внутреннее пространство новых порций испаренной жидкости. Достигнув поверхности жидкости пар из паровых пузырей высвобождается. [c.76] Для возникновения кипения температура жидкости должна несколько превышать температуру насыщения при давлении окружающей среды. Это связано с тем, что давление пара внутри пузыря определяется температурой жидкости. До достижения температуры кипения росту паровых пузырей н выходу из них пара на поверхности жидкости препятствует внешнее давление. Наибольший перегрев жидкости относительно температуры насыщения имеет место у обогреваемой стенки. На поверхности жидкости ее температура отличается от температуры насыщения лишь на несколько десятых градуса, т.е. практически совпадает с ней. [c.76] От начала кипения до полного его завершения, т.е. до стопроцентного выкипания жидкости, к ней надо подвести строго определенное количество теплоты. Моменту окончания парообразования при кипении соответствует состояние сухого насыщенного пара. [c.77] Количество теплоты, которое необходимо сообщить при постоянном давлении 1 кг нагретой до температуры кипения жидкости для ее превращения в сухой насыщенный пар, называется скрытой теплотой парообразования или просто теплотой парообразования. [c.77] Эпитет скрытая имеет целью подчеркнуть, что парообразование при кипении от начала и до конца идет при постоянной температуре т е. подвод теплоты к системе не вызывает изменения ее темпера-туры. [c.77] Для превращения, 1 кг сухого насыщенного пара в кипящую жидкость того же давлепия от него надо отвести теплоту, равную теплоте парообразования. [c.77] Чем больше степень перегрева, т.е. разница между действительной температурой пара и температурой насыщения, соответствующей его фактическому давлению, тем больше по своим термическим свойствам перегретый пар приближается к идеальному газу. Так, водяной пар, содержащийся в реальном (влажном) воздухе, с вполне приемлемой точностью следует уравнению состояния идеального raia. Это же относится к водяному пару, который образуется при сжигании топлив в камерах сгорания тепловых двигателей. [c.77] С удалением от идеально- газового состояния и, следовательно, приближением к верхней пограничной кривой весьма сложные свойства приобретает и теплоемкость перегретого пара. Если при температурах, значительно превышающйх критическую, теплоемкость Ср перегретого пара является возрастающей функцией одной лишь температуры, что свойственно идеальным газам, то при приближении к состоянию насыщения эта теплоемкость оказывается в обратной зависимости от температуры и это в тем большей мере, чем ближе давление пара к критическому (см. рис. 2.9). [c.78] При сверхкритических параметрах пара, вместо слабовыражен-ных минимумов, изобары теплоемкости Ср имеют максимумы, величина которых возрастает при приближении давления к критическому. С увеличением давления эти максимумы уменьшаются и смещаются в область более высоких температур ( рис. 2.10). Аналитическое описание зависимости теплоемкости Ср водяного пара от параметров оказывается весьма громоздким. [c.79] Точные расчеты процессов изменения состояния водяного пара выполняются с использованием сложных расчетных формул или специальных таблиц. Если высокая точность не требуется, то расчеты ведут с применением зЬ-диаграммы, которая рассматривается ниже. [c.79] Вернуться к основной статье