Su buharı ve özellikleri. Su, su buharı ve özellikleri

Kaynayan bir sıvının yüzeyi üzerinde oluşan buhara doymuş buhar denir. Doymuş buhar kuru veya ıslak olabilir. Kuru doymuş buhar, kaynayan bir sıvının yüzeyinin üzerinde olduğundan asılı sıvı damlacıkları içermeyen buhardır. Islak doymuş buhar veya basitçe ıslak buhar, kuru doymuş buhar ve kaynayan sıvının mekanik bir karışımıdır.

su buharı

Islak buharın bir özelliği kuruluk derecesi x'tir. Kuruluk derecesi, kuru doymuş buharın ıslak buhar içindeki oranıdır; ıslak buhardaki kuru doymuş buhar kütlesinin ıslak buhar kütlesine oranı. 1-x değerine nem derecesi veya nemli doymuş buharın nemi denir, yani. kaynayan sıvının kütle oranı nemli hava. Kuru doymuş buharın veya kaynayan sıvının durumunu tamamen belirleyen parametreler sıcaklık veya basınç ve kuruluk derecesidir.

DAHA FAZLA GÖR:

Su buharı ve özellikleri

Su buharı elde edilir buhar kazanları sabit basınçta ve sabit sıcaklıkta. İlk olarak su ısıtılır. kaynama sıcaklığı (sabit kalır) veya doyma sıcaklığı. . Daha fazla ısıtıldığında kaynayan su buhara dönüşür ve su tamamen buharlaşana kadar sıcaklığı sabit kalır. Kaynama, sıvı hacminin tamamı boyunca buharlaşma işlemidir. Buharlaşma - sıvının yüzeyinden buharlaşma.

Bir maddenin sıvı halden gaz haline geçmesine denir buharlaşma ve itibaren gaz hali sıvıya yoğunlaşma . Kaynama noktasında suyun sıvı halden buhar haline geçmesi için verilmesi gereken ısı miktarına denir. buharlaşma ısısı .

Isıtma için gerekli ısı miktarı 1 kilogram 1 0 C sıcaklıktaki suya denir suyun ısı kapasitesi . = 1 kcal/kg. dolu

Suyun kaynama noktası basınca bağlıdır (özel tablolar vardır):

R abs = 1 kgf/cm2 = 1 atm, tc = 100°C

R abs = 1,7 kgf/cm2, tc = 115°С

R abs = 5 kgf/cm2, tc = 151°С

Rab =10 kgf/cm2, tc = 179°С

R abs = 14 kgf/cm2, tc = 195°C

Çıkıştaki kazan dairelerindeki su sıcaklığı 150°C ve ters olduğunda T içinde-

dy 70°C her kg su transferi 80 kcal sıcaklık.

Buhar besleme sistemlerinde 1 kilogram su buhara dönüştürülerek taşınabilir yaklaşık 600 kcal sıcaklık.

Su pratikte sıkıştırılmaz. En küçük hacim şu şekilde işgal edilir: t=+4°C. Şu tarihte: T+4°C'nin üstünde ve altında suyun hacmi artar. Fazla su buharının yoğunlaşmasının başladığı sıcaklığa “çiy noktası” adı verilir.

Doymuş buhar var Ve aşırı ısınmış Buharlaşma sırasında bazı moleküller sıvının yüzeyinden dışarı fırlar ve üzerinde buhar oluşturur. Sıvının sıcaklığı sabit tutulursa, yani sürekli olarak ısı verilirse, kaçan moleküllerin sayısı artacak ve buhar moleküllerinin kaotik hareketi nedeniyle buhar oluşumuyla eş zamanlı olarak ters işlem meydana gelecektir. - bazı buhar moleküllerinin sıvıya geri döndüğü yoğunlaşma.

Kapalı bir kapta buharlaşma meydana gelirse, dengeye ulaşıncaya kadar, yani sıvı ve buhar miktarı sabit oluncaya kadar buhar miktarı artacaktır.

Sıvısıyla dinamik dengede olan, aynı sıcaklık ve basınca sahip olan buhara denir. doymuş buhar.

Islak doymuş buharİçinde kazan suyu damlacıklarının bulunduğu buhara denir; su damlacıkları içermeyen doymuş buhara denir kuru doymuş buhar .

Kuru doymuş buharın ıslak buhar içindeki oranına buhar kuruluk derecesi (x) denir. Bu durumda buharın nemi 1'e eşit olacaktır - X. Kuru doymuş buhar için x = 1. Sabit basınçta kuru doymuş buhara ısı verirseniz aşırı ısınmış buhar elde edersiniz.

Kızgın buharın sıcaklığı, kazan suyunun sıcaklığından daha yüksektir. Kızgın buhar, kazan bacalarına monte edilen buhar kızdırıcılarındaki kuru doymuş buhardan elde edilir.

Islak doymuş buharın kullanılması tavsiye edilmez, çünkü buhar boru hatları boyunca hareket ettiğinde, bağlantı parçalarında, eğrilerde ve buhar boru hatlarının alçak yerlerinde ve buhar pompalarında biriken yoğuşmanın hidrolik şokları (boruların içinde keskin şoklar) meydana gelir. olası. Kazanın gücünün acil bir şekilde ihlal edilmesinin bir sonucu olarak ortaya çıkabilecek bir buhar kazanındaki basıncın atmosferik basınca keskin bir şekilde düşmesi çok tehlikelidir, çünkü böyle bir basınç değişikliğinden önce su sıcaklığı 100 ° C'nin üzerindedir, daha sonra aşırılık Neredeyse anında meydana gelen buhar oluşumu için bir miktar ısı harcanır.

Su buharı suyun gaz halidir.

Buhar miktarı keskin bir şekilde artar, bu da kazandaki basıncın anında artmasına ve ciddi hasarlara yol açar. Kazandaki su hacmi ne kadar büyük ve sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, bu tür tahribatların sonuçları da o kadar önemli olur. Buharın hacmi suyun hacminin 1700 katıdır.

Aşırı ısınmış buhar - buhar daha fazlasına sahip olmak Yüksek sıcaklık aynı basınçta doymuştan daha fazla - nemi yoktur. Kızgın buhar, kuru doymuş buharın baca gazları tarafından ısıtıldığı bir kızdırıcı olan özel bir cihazda üretilir. Kazan dairelerinin ısıtılmasında kızgın buhar kullanılmaz, bu nedenle kızdırıcı yoktur.

Doymuş buharın temel özellikleri:

1) oturdu. buhar = t balya belirli bir P'de su

2) kaynatın. su, kazandaki P buharına bağlıdır

3) doymuş buhar yoğunlaşır.

Kızgın buharın ana özellikleri:

1) aşırı ısıtılmış buhar yoğunlaşmaz

2) t aşırı ısıtılmış buhar, kazandaki buhar basıncına bağlı değildir.

(Bir buhar kazanında buhar üretme şeması) (sayfa 28'deki haritaya gerek yoktur)

Önceki12345678910111213141516Sonraki

su buharı

Gerçek gazlar arasında su buharı özel bir yere sahiptir. Teknolojinin birçok alanında oldukça yaygınlaşmış ve soğutma sıvısı olarak kullanılmaktadır. enerji santralleri. Su buharı tipik olarak gerçek bir gaz gibi işlenmesi gereken basınç ve sıcaklıklarda kullanılır. Su buharı iki şekilde elde edilebilir: buharlaştırma ve suyun kaynatılmasıyla.

Buharlaşma, yalnızca serbest yüzeyden meydana gelen sudan buhar oluşumu sürecidir. Bu işlem herhangi bir sıcaklıkta meydana gelir. Buharlaşma sırasında, en yüksek kinetik enerjiye sahip moleküller su yüzeyinden koparak çevredeki boşluğa uçarlar. Sonuç olarak sıvının üzerinde su buharı oluşur. Buharlaşma işleminin yoğunluğu artan sıcaklıkla artar.

Kaynama, tüm sıvı hacmi boyunca su buharı oluşumu sürecidir. Belirli bir sıcaklığa ısıtıldığında, sıvının içinde birbirleriyle bağlanarak çevredeki boşluğa uçan buhar kabarcıkları oluşur. Bir buhar kabarcığının oluşması ve daha sonra büyümesi için, kabarcıkların içinde buharlaşma sürecinin gerçekleşmesi gerekir ve bu ancak şu durumlarda mümkündür: kinetik enerji su molekülleri bunun için yeterince büyüktür. Moleküllerin kinetik enerjisi sıvının sıcaklığı tarafından belirlendiğinden, belirli bir dış basınçta kaynama ancak çok belirli bir sıcaklıkta başlayabilir. Bu sıcaklığa kaynama noktası veya doyma sıcaklığı denir ve tb ile gösterilir. Belirli bir basınçta kaynama noktası, sıvının tamamı buhara dönüşene kadar sabit kalır.

Kaynayan bir sıvının yüzeyi üzerinde oluşan buhara doymuş buhar denir. Doymuş buhar kuru veya ıslak olabilir. Kuru doymuş buhar, kaynayan bir sıvının yüzeyinin üzerinde olduğundan asılı sıvı damlacıkları içermeyen buhardır. Islak doymuş buhar veya basitçe ıslak buhar, kuru doymuş buhar ve kaynayan sıvının mekanik bir karışımıdır. Islak buharın bir özelliği kuruluk derecesi x'tir. Kuruluk derecesi, kuru doymuş buharın ıslak buhar içindeki oranıdır;

32 Su buharı Temel kavramlar ve tanımlar

ıslak buhardaki kuru doymuş buhar kütlesinin ıslak buhar kütlesine oranı. 1-x değerine nem derecesi veya nemli doymuş buharın nemi denir, yani. nemli havada kaynayan sıvının kütle oranı. Kuru doymuş buharın veya kaynayan sıvının durumunu tamamen belirleyen parametreler sıcaklık veya basınç ve kuruluk derecesidir.

Kuru doymuş buharın basıncıyla aynı basınçta kaynayan bir sıvının yokluğunda kuru doymuş buhara ısı verilirse, aşırı ısıtılmış buhara dönüşecektir. Ateşi yükselmeye başlayacak. Aşırı ısıtılmış buhar, belirli bir basınçta kuru doymuş buhardan daha yüksek bir sıcaklığa sahip olan buhardır. Aşırı ısıtılmış buharın sıcaklığı t harfi ile gösterilir ve t – t n sıcaklık farkına aşırı ısınma derecesi veya buharın aşırı ısınması denir. Buharın aşırı ısınması arttıkça hacmi artacak, moleküller arasındaki mesafe artacak ve sonuç olarak karşılıklı çekim kuvvetleri azalacaktır, yani. aşırı ısıtılmış buhar yüksek dereceler aşırı ısınma özellikleri bakımından ideal bir gaza yaklaşacaktır. Aşırı ısıtılmış buharın durumunu belirleyen parametreler basınç ve sıcaklık (veya belirli hacim) olacaktır.

İşlem buharlaşmanın tersidir, yani. Buharın sıvıya geçiş sürecine yoğunlaşma işlemi denir.

Kızgın buhar üretme süreci üç aşamaya ayrılabilir:

1) suyun kaynama sıcaklığına kadar ısıtılması;

2) kaynar suyun buharlaşması ve kuru doymuş buharın oluşumu;

3) kuru doymuş buharın aşırı ısınması.

Bu durumda, kuru doymuş buharın durumu son derece kararsız olacaktır, çünkü sıcaklıktaki tamamen önemsiz bir artış veya azalma, buharın aşırı ısınmasına veya yoğunlaşmasına neden olacaktır.

Önceki123456789101112Sonraki

DAHA FAZLA GÖR:

su buharı

Gerçek gazlar arasında su buharı özel bir yere sahiptir. Teknolojinin birçok alanında oldukça yaygınlaşmış ve enerji santrallerinde soğutucu olarak kullanılmaktadır. Su buharı tipik olarak gerçek bir gaz gibi işlenmesi gereken basınç ve sıcaklıklarda kullanılır. Su buharı iki şekilde elde edilebilir: buharlaştırma ve suyun kaynatılmasıyla.

Buharlaşma, yalnızca serbest yüzeyden meydana gelen sudan buhar oluşumu sürecidir. Bu işlem herhangi bir sıcaklıkta meydana gelir. Buharlaşma sırasında, en yüksek kinetik enerjiye sahip moleküller su yüzeyinden koparak çevredeki boşluğa uçarlar. Sonuç olarak sıvının üzerinde su buharı oluşur. Buharlaşma işleminin yoğunluğu artan sıcaklıkla artar.

Kaynama, tüm sıvı hacmi boyunca su buharı oluşumu sürecidir. Belirli bir sıcaklığa ısıtıldığında, sıvının içinde birbirleriyle bağlanarak çevredeki boşluğa uçan buhar kabarcıkları oluşur. Bir buhar kabarcığının oluşması ve daha sonra büyümesi için, kabarcıkların içinde buharlaşma işleminin gerçekleşmesi gerekir ve bu da ancak su moleküllerinin kinetik enerjisinin buna yeterli olması durumunda mümkündür. Moleküllerin kinetik enerjisi sıvının sıcaklığı tarafından belirlendiğinden, belirli bir dış basınçta kaynama ancak çok belirli bir sıcaklıkta başlayabilir. Bu sıcaklığa kaynama noktası veya doyma sıcaklığı denir ve tb ile gösterilir. Belirli bir basınçta kaynama noktası, sıvının tamamı buhara dönüşene kadar sabit kalır.

Kaynayan bir sıvının yüzeyi üzerinde oluşan buhara doymuş buhar denir. Doymuş buhar kuru veya ıslak olabilir. Kuru doymuş buhar, kaynayan bir sıvının yüzeyinin üzerinde olduğundan asılı sıvı damlacıkları içermeyen buhardır.

Su buharı nedir?

Islak doymuş buhar veya basitçe ıslak buhar, kuru doymuş buhar ve kaynayan sıvının mekanik bir karışımıdır. Islak buharın bir özelliği kuruluk derecesi x'tir. Kuruluk derecesi, kuru doymuş buharın ıslak buhar içindeki oranıdır; ıslak buhardaki kuru doymuş buhar kütlesinin ıslak buhar kütlesine oranı. 1-x değerine nem derecesi veya nemli doymuş buharın nemi denir, yani. nemli havada kaynayan sıvının kütle oranı. Kuru doymuş buharın veya kaynayan sıvının durumunu tamamen belirleyen parametreler sıcaklık veya basınç ve kuruluk derecesidir.

Kuru doymuş buharın basıncıyla aynı basınçta kaynayan bir sıvının yokluğunda kuru doymuş buhara ısı verilirse, aşırı ısıtılmış buhara dönüşecektir.

Ateşi yükselmeye başlayacak. Aşırı ısıtılmış buhar, belirli bir basınçta kuru doymuş buhardan daha yüksek bir sıcaklığa sahip olan buhardır. Aşırı ısıtılmış buharın sıcaklığı t harfi ile gösterilir ve t – t n sıcaklık farkına aşırı ısınma derecesi veya buharın aşırı ısınması denir. Buharın aşırı ısınması arttıkça hacmi artacak, moleküller arasındaki mesafe artacak ve sonuç olarak karşılıklı çekim kuvvetleri azalacaktır, yani.

yüksek derecede aşırı ısınmada aşırı ısıtılmış buhar, özellikleri bakımından ideal bir gaza yaklaşacaktır. Aşırı ısıtılmış buharın durumunu belirleyen parametreler basınç ve sıcaklık (veya belirli hacim) olacaktır.

İşlem buharlaşmanın tersidir, yani. Buharın sıvıya geçiş sürecine yoğunlaşma işlemi denir.

Kızgın buhar üretme süreci üç aşamaya ayrılabilir:

1) suyun kaynama sıcaklığına kadar ısıtılması;

2) kaynar suyun buharlaşması ve kuru doymuş buharın oluşumu;

3) kuru doymuş buharın aşırı ısınması.

Bu durumda, kuru doymuş buharın durumu son derece kararsız olacaktır, çünkü sıcaklıktaki tamamen önemsiz bir artış veya azalma, buharın aşırı ısınmasına veya yoğunlaşmasına neden olacaktır.

Önceki123456789101112Sonraki

DAHA FAZLA GÖR:

Su buharının özellikleri

Gerçek bir gaz olarak, teknolojinin birçok dalında ve her şeyden önce ana çalışma akışkanı olduğu termik enerji mühendisliğinde yaygın olarak kullanılan su buharını ele alalım. Bu nedenle su ve su buharının termodinamik özelliklerinin incelenmesi büyük pratik öneme sahiptir.

Bütün bölgelerde endüstriyel üretim Birkaç farklı madde yaygın olarak kullanılmaktadır: su, amonyak, karbondioksit vb. en büyük dağıtımçalışma akışkanı olan alınan su buharı Buhar türbinleri, buharlı motorlar, nükleer santrallerde, çeşitli ısı eşanjörlerinde soğutucu vb.

Bir maddenin sıvı halden gaz haline geçmesi olayına denir buharlaşma. Buharlaşma Bir sıvının veya katının serbest yüzeyinden her zaman herhangi bir sıcaklıkta meydana gelen olaya buharlaşma denir. Buharlaşma süreci, bireysel moleküllerin yüksek hızlarda komşu moleküllerin çekiciliğinin üstesinden gelmesi ve çevredeki boşluğa uçması gerçeğinden oluşur. Buharlaşmanın yoğunluğu sıvının sıcaklığı arttıkça artar.

Kaynatma işlemi, eğer sıvıya ısı verilirse, o zaman duruma bağlı olarak belirli bir sıcaklıkta gerçekleşir. fiziki ozellikleriçalışma sıvısı ve basıncı, buharlaşma süreci hem sıvının serbest yüzeyinde hem de içinde başlar.

Bir maddenin gaz halinden sıvı veya katı hale geçmesine denir yoğunlaşma. Buharlaşma işlemi gibi yoğuşma işlemi de basınç değişmezse sabit bir sıcaklıkta gerçekleşir. Buharın yoğunlaşması sonucu elde edilen sıvıya denir yoğunlaşma

Katı bir maddenin doğrudan buhar haline geçmesi olayına ne ad verilir? süblimasyon. Buharın katı duruma geçmesinin ters işlemine denir desüblimasyon.

Buharlaşma süreci. Temel kavramlar ve tanımlar. Buhar üretme sürecini ele alalım. Bunu yapmak için, hareketli pistonlu bir silindire 0 °C sıcaklıktaki 1 kg suyu koyun. Pistona dışarıdan sabit bir kuvvet uygulayalım. R. Daha sonra piston alanı F ile basınç sabit ve eşit olacaktır. p = P/F. Buharlaşma sürecini, yani bir maddenin sıvı halden gaz haline dönüşmesini şu şekilde tasvir edelim: p,v Diyagram (Şek. 14).

Pirinç. 14. Buharlaşma süreci pv- diyagram

Suyun basınç altındaki ilk durumu R ve sıcaklığı 0 °C olan bu cisim diyagramda a 1, a 2, a 3 noktalarıyla temsil edilecektir. . Suya ısı verildiğinde sıcaklığı kaynama noktasına ulaşıncaya kadar yavaş yavaş artar. , verilen basınca karşılık gelir. Bu durumda sıvının özgül hacmi önce azalır, t = 4°C'de minimum değere ulaşır, sonra artmaya başlar. (Çok az sıvıda böyle bir anormallik vardır - belirli bir sıcaklık aralığında ısıtıldığında yoğunlukta artış). Çoğu sıvı için ısıtıldığında özgül hacim monoton olarak artar.) Kaynama noktasına getirilen bir sıvının durumu diyagramda b 1, b 2, b 3 noktalarıyla gösterilir. .

Daha fazla ısı kaynağıyla su, hacminde güçlü bir artışla kaynamaya başlar. Silindir artık iki fazlı bir ortam içeriyor; ıslak doymuş buhar adı verilen su ve buhar karışımı. Doymuş oluştuğu sıvı ile termal ve dinamik dengede olan buhara denir. Dinamik denge, sudan buhar boşluğuna uçan moleküllerin sayısının yüzeyinde yoğunlaşan moleküllerin sayısına eşit olmasıdır. Bu denge durumundaki buhar uzayında, belirli bir sıcaklıkta mümkün olan maksimum sayıda molekül vardır. Sıcaklık arttıkça buhar boşluğuna kaçmaya yetecek enerjiye sahip moleküllerin sayısı artar. Buhar basıncındaki artış nedeniyle denge yeniden sağlanır, bu da yoğunluğunun artmasına ve dolayısıyla birim zamanda su yüzeyinde yoğunlaşan molekül sayısının artmasına neden olur. Bundan, doymuş buharın basıncının, sıcaklığının monoton olarak artan bir fonksiyonu olduğu veya aynı şekilde doymuş buharın sıcaklığının, basıncının monoton olarak artan bir fonksiyonu olduğu sonucu çıkar.

Doyma sıcaklığında bir sıvının yüzeyi üzerindeki hacim arttığında, sıvının bir kısmı buhara dönüşür; hacim azaldığında ise “fazla” buhar tekrar sıvıya dönüşür, ancak her iki durumda da buhar basıncı sabit kalır.

Sınırsız bir alanda bir sıvının buharlaşması meydana gelirse, tamamı buhara dönüşebilir. Kapalı bir kapta bir sıvının buharlaşması meydana gelirse, sıvıdan dışarı uçan moleküller onun üzerindeki boş alanı doldururken, yüzeyin üzerindeki buhar boşluğunda hareket eden moleküllerin bir kısmı sıvıya geri döner. Bir noktada, buharın oluşumu ile moleküllerin buhardan sıvıya ters geçişi arasında, sıvıyı terk eden moleküllerin sayısının sıvıya geri dönen moleküllerin sayısına eşit olduğu bir eşitlik ortaya çıkabilir. Şu anda sıvının üzerindeki boşlukta mümkün olan maksimum sayıda molekül bulunacaktır. Bu durumdaki buhar, belirli bir sıcaklıkta maksimum yoğunluğu varsayar ve denir. doymuş.

Dolayısıyla bir sıvıyla temas halinde olan ve onunla termal dengede olan buhara doymuş denir.

Su, su buharı ve özellikleri

Sıvının sıcaklığı değiştikçe denge bozulur ve doymuş buharın yoğunluğunda ve basıncında buna karşılık gelen bir değişikliğe neden olur.

İçinde sıvı damlacıklarının asılı olduğu buhardan oluşan iki fazlı karışıma denir.ıslak doymuş buhar. Dolayısıyla ıslak doymuş su buharı, kütlesinde asılı duran küçük su damlacıkları ile kuru doymuş buharın bir karışımı olarak düşünülebilir.

Islak buhardaki kuru doymuş buharın kütle fraksiyonuna buhar kuruluk derecesi denir ve harfle gösterilir. X. Islak buharda kaynayan suyun kütle oranı 1-'e eşittir X, nem derecesi denir. Sıvıyı kaynatmak için X= 0 ve kuru doymuş buhar için x= 1. Islak buharın durumu iki parametre ile karakterize edilir: basınç (veya bu basıncı belirleyen doyma sıcaklığı ts) ve buharın kuruluk derecesi.

Isı eklendikçe sıvı faz miktarı azalır, buhar fazı artar. Karışımın sıcaklığı değişmeden kalır ve tüm ısı sıvı fazın buharlaşmasına harcandığından ts'ye eşit olur. Sonuç olarak, bu aşamadaki buharlaşma işlemi izobarik-izotermaldir. Son olarak suyun son damlası buhara dönüşür ve silindir sadece kuru doymuş olarak adlandırılan buharla dolar.

Sıvı fazın asılı parçacıklarının bulunmadığı doymuş buhara denir. kuru doymuş buhar. Spesifik hacmi ve sıcaklığı basıncın fonksiyonudur. Bu nedenle, kuru buharın durumu herhangi bir parametreye (basınç, spesifik hacim veya sıcaklık) göre ayarlanabilir.

Durumu c 1, c 2, c 3 noktalarıyla temsil edilir.

Noktalar aşırı ısıtılmış buharı temsil eder. Aynı basınçtaki kuru buhara ısı verildiğinde sıcaklığı artacak ve buhar aşırı ısınacaktır. D noktası (d 1, d 2, d 3), aşırı ısıtılmış buharın durumunu gösterir ve buharın sıcaklığına bağlı olarak c noktasından farklı mesafelerde bulunabilir.

Böylece, aşırı ısınmış sıcaklığı aynı basınçtaki doymuş buharın sıcaklığını aşan buhara denir.

Aynı basınçta aşırı ısıtılmış buharın özgül hacmi doymuş buharınkinden daha büyük olduğundan, aşırı ısıtılmış buharın birim hacmi daha az molekül içerir, bu da daha düşük yoğunluğa sahip olduğu anlamına gelir. Herhangi bir gaz gibi aşırı ısıtılmış buharın durumu da herhangi iki bağımsız parametre tarafından belirlenir.

Sabit basınçta kuru doymuş buhar üretme işlemi genel durumda abc grafiğiyle ve aşırı ısıtılmış buhar genel durumda abcd grafiğiyle gösterilirken ab, suyun kaynama noktasına kadar ısıtılması işlemidir, bc işlemdir aynı anda sabit basınçta ve sabit sıcaklıkta meydana gelen buharlaşma, yani bc süreci izobariktir ve aynı zamanda izotermaldir ve son olarak cd, buharın sabit basınçta, ancak artan sıcaklıkta aşırı ısıtılması işlemidir. B ve c noktaları arasında kuruluk derecesinin çeşitli ara değerlerine sahip ıslak buhar vardır.

Eğri I soğuk su Suyun sıkıştırılamaz olduğu ve dolayısıyla suyun özgül hacminin neredeyse basınçtan bağımsız olduğu varsayılarak, ordinat eksenine paralel bir çizgi ile gösterilir. Eğri II, alt sınır eğrisi veya sıvı eğrisi olarak adlandırılır ve eğri III, üst sınır eğrisi veya kuru doymuş buhar eğrisi olarak adlandırılır. Eğri II, diyagramdaki sıvı bölgeyi doymuş buhar bölgesinden ayırır ve eğri III, doymuş buhar bölgesini aşırı ısıtılmış buhar bölgesinden ayırır.

0 ° C sıcaklıkta ve farklı basınçlarda 1 kg soğuk suyun durumunu gösteren 1, 2 ve 3 noktaları neredeyse aynı dikey üzerinde yer almaktadır. B 1, b 2 ve b 3 noktaları artan basınçla sağa kayar, çünkü aynı zamanda kaynama sıcaklıkları tH ve dolayısıyla kaynar suyun spesifik hacimleri de buna göre artar. C 1, c 2 ve c 3 noktaları sola kayar, böylece artan basınçla birlikte sıcaklıktaki artışa rağmen spesifik buhar hacmi azalır.

Pv diyagramından, artan basınçla b 1, b 2 ve b 3 ve c 1 noktalarının 2 ve c 3 ile yaklaştığı açıktır, yani. belirli kuru doymuş buhar ve kaynar su hacimlerindeki fark (bc bölümleri) giderek azalır. Son olarak, belirli bir basınçta bu fark şöyle olur: sıfıra eşit yani b ve c noktaları çakışıyor ve II ve III çizgileri birleşiyor. Her iki eğrinin buluşma noktasına kritik nokta denir ve k harfiyle gösterilir. K noktasına karşılık gelen duruma kritik durum denir.

Kritik durum su buharının parametreleri aşağıdaki gibidir: basınç pk = 225,65 ata; sıcaklık t = 374,15° C, özgül hacim v K = 0,00326 m3 /kg.

Kritik noktada, kaynar su ve buhar aynı durum parametrelerine sahiptir ve toplanma durumundaki bir değişikliğe hacimde bir değişiklik eşlik etmez. Başka bir deyişle, kritik bir durumda maddenin bu iki fazını ayıran geleneksel sınır ortadan kalkar. Kritik değerlerin üzerindeki sıcaklıklarda (t > t K), aşırı ısınmış buhar (gaz), basınçtaki herhangi bir artışla sıvıya dönüştürülemez.

Kritik sıcaklık, iki fazın bir arada bulunması için mümkün olan maksimum sıcaklıktır: sıvı ve doymuş buhar. Kritik sıcaklığın üzerindeki sıcaklıklarda yalnızca bir faz mevcut olabilir. Bu fazın adı (sıvı veya aşırı ısıtılmış buhar) bir dereceye kadar keyfidir ve genellikle sıcaklığına göre belirlenir. Tüm gazlar Tcr'nin üzerinde aşırı derecede ısıtılmış buharlardır. Kızgınlık sıcaklığı ne kadar yüksek olursa (belirli bir basınçta), buhar özellikleri bakımından ideal bir gaza o kadar yakın olur.

Önceki16171819202122232425262728293031Sonraki

DAHA FAZLA GÖR:

Daha ilginç makaleler:

Buhar kazanlarında sabit basınç ve sabit sıcaklıkta su buharı üretilir. İlk olarak su ısıtılır. kaynama sıcaklığı (sabit kalır) veya doyma sıcaklığı. . Daha fazla ısıtıldığında kaynayan su buhara dönüşür ve su tamamen buharlaşana kadar sıcaklığı sabit kalır. Kaynama, sıvı hacminin tamamı boyunca buharlaşma işlemidir. Buharlaşma - sıvının yüzeyinden buharlaşma.

Bir maddenin sıvı halden gaz haline geçmesine denir buharlaşma ve gaz halinden sıvı duruma yoğunlaşma . Kaynama noktasında suyun sıvı halden buhar haline geçmesi için verilmesi gereken ısı miktarına denir. buharlaşma ısısı .

Isıtma için gerekli ısı miktarı 1 kilogram 1 0 C sıcaklıktaki suya denir suyun ısı kapasitesi . = 1 kcal/kg. dolu

Suyun kaynama noktası basınca bağlıdır (özel tablolar vardır):

R abs = 1 kgf/cm2 = 1 atm, tc = 100°C

R abs = 1,7 kgf/cm2, tc = 115°С

R abs = 5 kgf/cm2, tc = 151°С

Rab =10 kgf/cm2, tc = 179°С

R abs = 14 kgf/cm2, tc = 195°C

Çıkıştaki kazan dairelerindeki su sıcaklığı 150°C ve ters olduğunda T içinde-

dy 70°C her kg su transferi 80 kcal sıcaklık.

Buhar besleme sistemlerinde 1 kilogram su buhara dönüştürülerek taşınabilir yaklaşık 600 kcal sıcaklık.

Su pratikte sıkıştırılmaz. En küçük hacim şu şekilde işgal edilir: t=+4°C. Şu tarihte: T+4°C'nin üstünde ve altında suyun hacmi artar. Fazla su buharının yoğunlaşmasının başladığı sıcaklığa “çiy noktası” adı verilir.

Doymuş buhar var Ve aşırı ısınmış Buharlaşma sırasında bazı moleküller sıvının yüzeyinden dışarı fırlar ve üzerinde buhar oluşturur. Sıvının sıcaklığı sabit tutulursa, yani sürekli olarak ısı verilirse, kaçan moleküllerin sayısı artacak ve buhar moleküllerinin kaotik hareketi nedeniyle buhar oluşumuyla eş zamanlı olarak ters işlem meydana gelecektir. - bazı buhar moleküllerinin sıvıya geri döndüğü yoğunlaşma.

Kapalı bir kapta buharlaşma meydana gelirse, dengeye ulaşıncaya kadar, yani sıvı ve buhar miktarı sabit oluncaya kadar buhar miktarı artacaktır.

Sıvısıyla dinamik dengede olan, aynı sıcaklık ve basınca sahip olan buhara denir. doymuş buhar.

Islak doymuş buharİçinde kazan suyu damlacıklarının bulunduğu buhara denir; su damlacıkları içermeyen doymuş buhara denir kuru doymuş buhar .

Kuru doymuş buharın ıslak buhar içindeki oranına buhar kuruluk derecesi (x) denir. Bu durumda buharın nemi 1'e eşit olacaktır - X. Kuru doymuş buhar için x = 1. Sabit basınçta kuru doymuş buhara ısı verirseniz aşırı ısınmış buhar elde edersiniz. Kızgın buharın sıcaklığı, kazan suyunun sıcaklığından daha yüksektir. Kızgın buhar, kazan bacalarına monte edilen buhar kızdırıcılarındaki kuru doymuş buhardan elde edilir.

Islak doymuş buharın kullanılması tavsiye edilmez, çünkü buhar boru hatları boyunca hareket ettiğinde, bağlantı parçalarında, eğrilerde ve buhar boru hatlarının alçak yerlerinde ve buhar pompalarında biriken yoğuşmanın hidrolik şokları (boruların içinde keskin şoklar) meydana gelir. olası. Kazanın gücünün acil bir şekilde ihlal edilmesinin bir sonucu olarak ortaya çıkabilecek bir buhar kazanındaki basıncın atmosferik basınca keskin bir şekilde düşmesi çok tehlikelidir, çünkü böyle bir basınç değişikliğinden önce su sıcaklığı 100 ° C'nin üzerindedir, daha sonra aşırılık Neredeyse anında meydana gelen buhar oluşumu için bir miktar ısı harcanır. Buhar miktarı keskin bir şekilde artar, bu da kazandaki basıncın anında artmasına ve ciddi hasarlara yol açar. Kazandaki su hacmi ne kadar büyük ve sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, bu tür tahribatların sonuçları da o kadar önemli olur. Buharın hacmi suyun hacminin 1700 katıdır.

Aşırı ısıtılmış buhar - aynı basınçta doymuş buhardan daha yüksek sıcaklığa sahip olan buharın nemi yoktur. Kızgın buhar, kuru doymuş buharın baca gazları tarafından ısıtıldığı bir kızdırıcı olan özel bir cihazda üretilir. Kazan dairelerinin ısıtılmasında kızgın buhar kullanılmaz, bu nedenle kızdırıcı yoktur.

Doymuş buharın temel özellikleri:

1) oturdu. buhar = t balya belirli bir P'de su

2) kaynatın. su, kazandaki P buharına bağlıdır

3) doymuş buhar yoğunlaşır.

Kızgın buharın ana özellikleri:

1) aşırı ısıtılmış buhar yoğunlaşmaz

2) t aşırı ısıtılmış buhar, kazandaki buhar basıncına bağlı değildir.

(Bir buhar kazanında buhar üretme şeması) (sayfa 28'deki haritaya gerek yoktur)

Su, su buharı ve özellikleri

su- Dünyadaki en yaygın madde, kimyasal bileşik oksijen ile hidrojen. Su mükemmel bir çözücüdür ve bu nedenle her şey doğal sular- bunlar çeşitli maddeler içeren çözeltilerdir - tuzlar, gazlar ve diğer safsızlıklar.
Su ve buhar, endüstride çalışma sıvısı ve soğutucu olarak en yaygın şekilde kullanılır. Bu, her şeyden önce suyun doğadaki dağılımına bağlı olarak bulunabilirliği ve ayrıca su ve su buharının nispeten iyi termodinamik özelliklere sahip olmasıyla açıklanmaktadır.
Bu yüzden, özısı su, birçok sıvı ve katıyla karşılaştırıldığında daha yüksektir (sıcaklık kaynama noktasına yükseldiğinde, yani 0... 100 °C sıcaklık aralığında) atmosferik basınç c = 4,19 kJDkg-K)). Diğer sıvı ve katı cisimlerden farklı olarak suyun ısıl iletkenliği, basınca bağlı olarak sıcaklığın artmasıyla 120...140 °C'ye kadar artar, sıcaklığın daha da artmasıyla azalır. Suyun en yüksek yoğunluğuna (1000 g/cm3) 4 °C'de ulaşılır. Erime sıcaklığı (buzun erimesi) 0 °C.
Suyun sıvıdan gaza dönüşme durumunun değişmesine buharlaşma, gazdan sıvıya yoğunlaşma denir.
Sıvı suyun buhara dönüşümü - buharlaşması - suyun buharlaşması ve kaynaması sırasında mümkündür.
Suyun buharlaşması, belirli bir basınçta kaynama noktasının altındaki bir sıcaklıkta meydana gelen, su moleküllerinin açık yüzeyinden ayrılması ve buharlaşması yoluyla buharlaşma işlemidir. Buharlaşma sırasında moleküller kırılır ve sıvının yüzeyinden uçarlar; denge değerine göre hareket hızları artar, bunun sonucunda ortalama sürat Sıvı kütlesindeki moleküllerin hareketi azalır ve bunun sonucunda tüm su kütlesinin sıcaklığı düşer.
Bir sıvı kütlesine ısı verildiğinde, yani. Su ısıtıldığında sıcaklığı ve buharlaşma yoğunluğu artar ve su hacminde buharlaşma başladığında belirli sıcaklık ve basınç değerlerine karşılık gelen bir an gelir - su kaynar.
Suyun kaynaması, yalnızca serbest yüzeyinde değil, aynı zamanda ortaya çıkan buhar kabarcıklarının içinde, suyun kaynama noktası adı verilen belirli bir ısıtma sıcaklığında yoğun bir buharlaşma sürecidir. Atmosfer basıncında kaynama noktası yaklaşık 100 °C'dir; basınç arttıkça kaynama noktası artar.
Kaynama noktasında sıvı halden buhar haline dönüştürmek için 1 kg suya verilmesi gereken ısı miktarına buharlaşma gizli ısısı g denir.Basınç arttıkça, buharlaşma gizli ısısı azalır (Tablo 1.1) ).

Yoğuşma- buharın sıvıya dönüştürülmesinin ters işlemi. Bu sıvıya yoğuşma adı verilir. Bu sürece ısının salınması eşlik eder. 1 kg buharın yoğuşması sırasında açığa çıkan ısı miktarına buhar yoğuşma ısısı denir; sayısal olarak buharlaşma gizli ısısına eşittir.

su buharı- gaz halindeki agrega halindeki su. Belirli bir basınçta maksimum yoğunluğa sahip olan su buharına doymuş denir. Buhar, sıvı faz ile termodinamik dengede ise doymuştur; kaynar su ile aynı sıcaklık ve basınca sahiptir. Doymuş su buharı ıslak veya kuru olabilir. Nemli doymuş buharın hacminde, buhar kabarcıklarının kabuklarının parçalanmasıyla oluşan küçük damlacıklar halinde su bulunur. Kuru doymuş buhar, su damlacıkları içermez; doyma sıcaklığı ile karakterize edilir. Doymuş buharın özellikleri (yoğunluk, özgül ısı kapasitesi vb.) yalnızca basınçla belirlenir. Belirli bir basınç için sıcaklığı doymuş buharın sıcaklığını aşan buhara aşırı ısıtılmış buhar denir. Aynı basınçta aşırı ısıtılmış ve kuru doymuş buhar arasındaki sıcaklık farkına buharın aşırı ısınması denir.
Kuru doymuş buhar kütlesinin ıslak doymuş buhar kütlesine oranına buhar içeriği veya buhar kuruluk derecesi x denir. Nemli doymuş su buharının bu önemli özelliği, buhar-su karışımındaki buharın oranını belirler; burada y, sıvının oranıdır:
X = 1 - y.
Su damlacıklarının buhardan ayrıştırılmasına ayırma, bu amaçla tasarlanmış cihazlara ise ayırıcı denir.
Islak doymuş buharın entalpisi hx, kJ/kg, kuruluk derecesi cinsinden aşağıdaki şekilde ifade edilir:
hx= h" + rx,
burada h" suyun kaynama noktasındaki entalpisidir, kJ/kg.
Tablo 1.1
Basınca bağlı olarak su ve kuru doymuş buharın özellikleri

Kızgın buharın entalpisi/gpp, kJ/kg:

Isıtma mühendisliğinde çalışma akışkanı ve soğutucu olarak su ve su buharı yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu, su ve su buharının nispeten iyi termodinamik özelliklere sahip olması ve metali ve canlı organizmaları olumsuz etkilememesiyle açıklanmaktadır. Buhar, sudan buharlaşma ve kaynama yoluyla oluşur.

Buharlaşma, yalnızca bir sıvının yüzeyinde meydana gelen buharın oluşmasıdır. Bu işlem herhangi bir sıcaklıkta meydana gelir. Buharlaşma sırasında nispeten yüksek hızlara sahip moleküller sıvıdan dışarı uçar, bunun sonucunda kalan moleküllerin ortalama hareket hızı azalır ve sıvının sıcaklığı düşer.

Kaynama, sıvının kabın duvarlarından belirli bir miktarda ısı aktardığında meydana gelen, tüm sıvı kütlesi boyunca hızlı buhar oluşumudur.

Suyun kaynama noktası, suyun bulunduğu basınca bağlıdır; basınç ne kadar büyük olursa, suyun kaynamaya başladığı sıcaklık da o kadar yüksek olur.

Örneğin atmosfer basıncı 760 mm'dir. rt. Sanat. t = 100 0 C'ye karşılık gelir, basınç ne kadar yüksek olursa kaynama noktası o kadar yüksek, basınç ne kadar düşük olursa suyun kaynama noktası o kadar düşük olur.

Sıvı kapalı bir kapta kaynarsa, sıvının üzerinde nem damlacıkları bulunan buhar oluşur. Bu tür buhara ıslak doymuş denir. Bu durumda ıslak buhar ile kaynar suyun sıcaklığı aynı olup kaynama noktasına eşittir.

Isı sürekli olarak sürekli olarak sağlanırsa, en küçük damlalar da dahil olmak üzere tüm su buhara dönüşecektir. Bu tür buhara kuru doymuş denir.

Kaynama noktası tk'ye kadar ısıtılan 1 kg sıvının buhara dönüştürülmesi için gereken ısı miktarına buharlaşma gizli ısısı (kcal/kg) denir.

Gizli buharlaşma ısısı, buharlaşma işleminin gerçekleştiği basınca bağlıdır. Yani, 760 mm Hg'lik bir atmosfer basıncında. Sanat. gizli buharlaşma ısısı r = 540 kcal/kg. Daha yüksek değer doymuş buhar basıncı daha düşük bir gizli buharlaşma ısısına karşılık gelir ve daha düşük bir basınç, daha yüksek bir gizli buharlaşma ısısına karşılık gelir.

Buhar doymuş ve aşırı ısıtılabilir. 1 kg ıslak buhardaki kuru doymuş buhar miktarını yüzde olarak belirleyen değere buhar kuruluk derecesi denir ve X(x) harfiyle gösterilir. Kuru doymuş buhar için X = 1.

Buhar kazanlarında doymuş buharın nemi %1-3 aralığında yani kuruluk derecesi X = 100 - (1-3) = %99 - 97 olmalıdır.

Su parçacıklarının buhardan ayrılmasına ayırma, bunun için tasarlanmış cihaza da ayırıcı denir.

Suyun sıvı halden gaz haline geçmesine buharlaşma, gaz halinden sıvı hale geçmesine ise yoğunlaşma denir. Belirli bir basınç için sıcaklığı doymuş buharın sıcaklığını aşan buhara aşırı ısıtılmış buhar denir. Aynı basınçta aşırı ısıtılmış ve kuru doymuş buhar arasındaki sıcaklık farkına buharın aşırı ısınması denir.