Nasičena para in njene lastnosti

Po temperatura vrele vode preneha rasti in ostane nespremenjen do popolnega izhlapevanja. Izhlapevanje je proces prehoda iz tekočine v paro, ki ima enak temperaturni indeks kot vrelišča. To izhlapevanje imenujemo nasičena para. Ko vsa voda izhlapi, se temperatura, ki je naknadno dodana, poveča. Ogrevana para po nasičeni ravni se imenuje pregreta. Industrija običajno uporablja nasičeno paro za ogrevanje, kuhanje, sušenje ali druge postopke. Pregreta se uporablja izključno za turbine. Različne vrste pare imajo različne energije za izmenjavo, kar upravičuje njihovo uporabo za popolnoma drugačne namene.

Par kot eno od treh fizikalnih stanj

Razumevanje splošne molekularne in atomske strukture snovi ter uporaba tega znanja o ledu, vodi in pari lahko pripomore k boljšemu razumevanju lastnosti pare. Molekula je najmanjša enota katerega koli elementa ali spojine. Sestavljen je iz še manjših delcev, imenovanih atomi, ki določajo osnovne elemente, kot sta vodik in kisik. Posebne kombinacije teh atomskih elementov zagotavljajo kombinacijo snovi. Eno od teh spojin predstavlja kemijska formula H ₂ O, katere molekule sestavljajo 2 vodikova atoma in 1 kisikov atom. Ogljik je tudi bogat, je ključna sestavina vseh organskih snovi. Večina mineralov lahko obstaja v treh fizikalnih stanjih (trdna, tekoča in para), ki se imenujejo faze.

Postopek ustvarjanja pare

Ko se temperatura vode približuje vrelišču, se nekatere molekule zadostujejo kinetična energija da bi dosegli hitrosti, ki jim omogočajo, da se pred vrnitvijo takoj ločijo od tekočine v prostoru nad površino. Nadaljnje segrevanje povzroči večjo vznemirjenost in število molekul, ki želijo zapustiti tekočino. Pri atmosferskem tlaku je nasičena temperatura 100 ° C. Para z vreliščem pri tem tlaku se imenuje suha nasičena para. Kot fazni prehod iz ledu v vodo je tudi proces izhlapevanja reverzibilen (kondenzacija). Kritična točka je najvišja temperatura, pri kateri je voda v tekočem stanju. Nad to točko se lahko par obravnava kot plin. Plinsko stanje je difuzna podobnost, pri kateri imajo molekule skoraj neomejeno možnost gibanja.

Povezovanje spremenljivk

Pri dani temperaturi je določen parni tlak, ki obstaja v ravnovesju s tekočo vodo. Če se ta številka dvigne, se para pregreje in se imenuje suha. Obstaja razmerje med tlakom in temperaturo: če vemo eno vrednost, lahko določimo drugo. Stanje pare je določeno s tremi spremenljivkami: tlakom, temperaturo in volumnom. Suha nasičena para je pogoj, ko sta para in voda lahko prisotni sočasno. Z drugimi besedami, to se zgodi, ko je hitrost uparjanja enaka hitrosti kondenzacije.

Nasičena para in njene lastnosti

Pri razpravi o lastnostih nasičene pare se pogosto primerja z idealnim plinom. Ali imajo nekaj skupnega ali je to preprosto napačno prepričanje? Najprej, pri konstantnem temperaturnem nivoju gostota ni odvisna od prostornine. Vizualno si lahko predstavljamo naslednje: vizualno morate zmanjšati prostornino rezervoarja s paro, brez spreminjanja temperaturnih indikatorjev. Število kondenzirajočih molekul bo preseglo število izhlapevanja, para pa se bo vrnila v ravnovesno stanje. Posledično bo gostota enak parameter. Drugič, značilnosti, kot so tlak in prostornina, so neodvisne druga od druge. Tretjič, upoštevajoč invarianco volumskih značilnosti, se gostota molekul poveča, ko se temperatura dvigne in postane manjša, ko se zmanjša. V bistvu se pri segrevanju voda začne hitreje izhlapeti. Ravnotežje v tem primeru bo moteno in se ne bo obnovilo, dokler se gostota hlapov ne vrne na svoja prejšnja položaja. Pri kondenzaciji, nasprotno, se bo zmanjšala gostota nasičene pare. Za razliko od popoln plin nasičene pare ne moremo imenovati zaprt sistem, saj je stalno v stiku z vodo.

Prednosti na področju ogrevanja

Čista nasičena para v neposrednem stiku s tekočo vodo naj bi bila nasičena. Ima številne lastnosti, zaradi katerih je odličen vir toplotne energije, zlasti pri visokih temperaturah (nad 100 ° C). Nekateri od njih so:

1. Hitro in enakomerno ogrevanje s skritim prenosom toplote izboljša kakovost in učinkovitost izdelka.
2. Tlak in temperaturo lahko spremljate in nastavljate na zahtevano raven.
3. Visok koeficient prenosa toplote.
4. Vzpne iz vode, varno, čisto in poceni.

Različne vrste pare

Para je plinasta faza vode. Uporablja toploto med nastankom in nato sprosti veliko količino toplote. Zato je on
lahko uporabimo kot delovno snov za toplotni motorji. Znani so naslednji pogoji: nasičeni nasičeni, suhi nasičeni in pregreti. Nasičena para je bolje kot pregreta para kot hladilno sredstvo v izmenjevalnikih toplote. Ko se iz cevi spusti v ozračje, se del kondenzira, nastanejo oblaki belega vlažnega izhlapevanja, ki vsebujejo najmanjše kapljice vode. Pregreta para ne bo kondenzirana niti pri neposrednem stiku z atmosfero. V pregretem stanju bo imela večji prenos toplote zaradi pospeševanja gibanja molekul in manjše gostote. Prisotnost vlage povzroča padavine, korozijo in krajšo življenjsko dobo kotlov ali druge opreme za izmenjavo toplote. Zato je suha para prednostna, ker proizvaja več energije in ne povzroča korozije.

Suha in nasičena: kaj je protislovje

Mnogi so zmedeni z izrazi "suhi" in "nasičeni". Kako lahko nekaj oboje hkrati? Odgovor je v terminologiji, ki jo uporabljamo. Izraz "suho" je povezan s pomanjkanjem vlage, to je "ni mokro". »Nasičeno« pomeni »namočeno«, »namočeno«, »preplavljeno«, »nabrano« in tako naprej. Zdi se, da vse to potrjuje protislovje. Pri inženirstvu s paro pa ima izraz "nasičen" drugačen pomen in v tem kontekstu pomeni stanje, v katerem pride do vrenja. Tako je temperatura, pri kateri pride do vrenja, tehnično znana kot temperatura nasičenja. Suha para v tem kontekstu ne vsebuje vlage. Če gledate vreli kotliček, lahko vidite belo izhlapevanje, ki prihaja iz izliva kotlička. Pravzaprav je mešanica suhe, brezbarvne pare in mokre pare, ki vsebuje vodne kapljice, ki odbijajo svetlobo in postanejo bele. Zato izraz "suha nasičena para" pomeni, da se para dehidrira in se ne pregreje. Brez delcev tekočine, te snovi v plinastem stanju, ki ji ne sledijo splošni zakoni o plinu.