32 Водяной пар Основные понятия и определения

Наибольшее распространение в промышленности получил пар, являющийся рабочим телом в паровых турбинах, в атомных установках, теплоносителем в различных теплообменниках и т. п.

Процесс превращения вещества из жидкого состояния в газообразное называется парообразованием. Испарением называется парообразование, которое происходит всегда при любой температуре со свободной поверхности жидкости или твердого тела. Интенсивность испарения возрастает с увеличением температуры жидкости.

Процесс кипения заключается в том, что если к жидкости подвести теплоту, то при некоторой температуре, зависящей от физических свойств рабочего тела и давления, наступает процесс парообразования как на свободной поверхности жидкости, так и внутри нее.

Переход вещества из газообразного состояния в жидкое или твердое называется конденсацией. Жидкость, полученная при конденсации пара называется конденсатом.

Процесс перехода твердого вещества непосредственно в пар называется сублимацией. Обратный переход называется десублимацией.

Если парообразование жидкости происходит в неограниченном пространстве, то вся она может превратиться в пар. Если же парообразование протекает в закрытом сосуде, то пар принимает максимальную плотность при данной температуре и называется насыщенным, т.е. это пар, соприкасающийся с жидкостью и находящийся с ней в термическом равновесии. С изменением температуры жидкости равновесие нарушается, вызывая соответствующее изменение плотности и давления насыщенного пара.

Насыщенный пар, в котором отсутствуют взвешенные высокодисперсные частицы жидкой фазы, называется сухим насыщенным паром. Состояние сухого насыщенного пара определяется только одним параметром – или давлением, или удельным объемом, или температурой.

Насыщенный пар, в котором содержатся взвешенные высокодисперсные частицы жидкой фазы, равномерно распределенные по всей массе сухого насыщенного пара, называется влажным насыщенным паром.

Отношение массы сухого насыщенного пара к массе суммарной влажного насыщенного пара называется степенью сухости пара или паросодержанием ().

Массовая доля кипящей жидкости во влажном паре, равная (), называетсястепенью влажности пара. Для кипящей жидкости при температуре насыщения , а для сухого насыщенного пара,следовательно, степень сухости может меняться в пределах от 0 до 1. Таким образом, состояние влажного пара определяется двумя величинами: температурой и давлением или температурой и степенью сухости пара.

Если сухому насыщенному пару сообщить некоторое количество теплоты при постоянном давлении, то его температура будет возрастать. Пар, получаемый в этом процессе, называется перегретым. Перегретый пар имеет при данном давлении более высокую температуру и удельный объем, чем сухой насыщенный пар. Перегретый пар над поверхностью жидкости получить нельзя. Температура перегретого пара, так же как и газа, является функцией объема и давления.

Перегретый пар является ненасыщенным, так как при данном давлении удельный объем перегретого пара больше удельного объема сухого насыщенного пара, а плотность меньше. Он по своим физическим свойствам приближается к газу и тем ближе, чем выше степень перегрева.