Конденсаційний котел: принцип роботи, ефективність, переваги
Експлуатація традиційного газового котла тягне за собою деяку втрату теплової енергії разом з продуктами згорання.…
після закипання температура води перестає рости і залишається незмінною до повного випаровування. Випаровування - це процес переходу з рідкого стану в пар, який має той же температурний показник, що і кипляча рідина. Це випаровування отримало назву насичений пар. Коли вся вода випаровується, будь-яка наступна додавання тепла підвищує температуру. Нагріте пар за рівнем насиченого називається перегрітою. У промисловості зазвичай використовується насичений пар для опалення, приготування їжі, сушіння або інших процедур. Перегрітий використовується виключно для турбін. Різні типи пара мають різні енергії обмінного потенціалу і це виправдовує їх застосування в абсолютно різних цілях.
Краще зрозуміти властивості пара може допомогти розуміння загального молекулярного і атомарного будови речовини, а також застосування цих знань щодо льоду, води і пари. Молекула - це найменша одиниця будь-якого елементу або з`єднання. Вона, в свою чергу, складається з ще більш дрібних частинок, званих атомами, які визначають базові елементи, такі як водень і кисень. Конкретні комбінації цих атомарних елементів забезпечують з`єднання речовин. Одне з таких з`єднань представлено хімічною формулою Н2О, молекули якого складаються з 2 атомів водню і 1 атома кисню. Вуглецю є також в достатку, це ключовий компонент всіх органічних речовин. Більшість мінеральних речовин можуть існувати в трьох фізичних станах (тверде тіло, рідина і пар), які називаються фазами.
Коли температура води наближається до точки кипіння, деякі молекули отримують достатню кількість кінетичної енергії для досягнення швидкостей, які дозволяють їм на мить відокремитися від рідини в просторі над поверхнею, перш ніж повернутися. Подальше нагрівання викликає більше збудження і число молекул, які бажають покинути рідина, збільшується. При атмосферному тиску температура насичення становить 100 ° С. Пар з температурою кипіння при такому тиску носить назву суху насичену пару. Як фазовий перехід від льоду до води, процес випаровування є також оборотним (конденсація). Критична точка - це найбільша температура, при якій вода може знаходитися в рідкому стані. Вище цієї точки пар може розглядатися як газ. Газоподібний стан є подобою дифузного, в якому молекули мають майже необмежену можливість руху.
При заданій температурі існує певний тиск пара, яка існує в рівновазі з рідкою водою. Якщо цей показник зростає, пар перегрівається і називається сухим. Існує взаємозв`язок між тиском і температурою: знаючи одне значення, можна визначити інше. Стан пара визначається трьома змінними: тиском, температурою і об`ємом. Сухий насичений пар - це стан, коли пар і вода можуть бути присутніми одночасно. Іншими словами, це відбувається тоді, коли швидкість пароутворення дорівнює швидкості конденсації.
Під час обговорення властивостей насиченої пари його часто порівнюють з іде-аль-ним газом. Чи є у них щось спільне чи це просте оману? По-перше, при незмінному рівні тим-пе-ра-ту-ри пліт-ність чи не знаходиться в за-ві-но від об`єк-е-ма. Візуально це можна собі уявити наступним чином: потрібно візуально зменшити обсяг ємності з парою, не змінюючи при цьому температурні показники. Число конденсованих мо-ле-кул буде пре-сходити число випаровуються, а пар буде повертатися в со-сто-я-ня балансу. В результаті пліт-ність буде незмінним параметром. По-друге, такі характеристики, як дав-ле-ня і об`єк-е-м, не залежать одне від одного. По-третє, з огляду на незмінність об`єк-е-мних характеристик, пліт-ність молекул зростає, коли зростає тим-пе-ра-ту-ра, і стає менше, коли вона знижується. Насправді, при нагріванні вода починає випаровуватися швидше. Баланс в цьому випадку буде порушений і не буде відновлений до тих пір, поки пліт-ність пара не повернеться на колишні позиції. При конденсації, навпаки, щільність насиченого пара буде зменшуватися. На відміну від ідеального газу, насичений пар не можна назвати замкнутою системою, так як він постійно контактує з водою.
Насиченим називається чистий пар в безпосередньому контакті з рідкою водою. Він володіє багатьма характеристиками, які роблять його відмінним джерелом теплової енергії, особливо це стосується високих температур (вище 100 ° C). Деякі з них:
Пар - це газоподібна фаза води. Він використовує тепло під час свого утворення і виділяє велику кількість тепла після цього. Отже, він
може бути використаний в якості робочої речовини для теплових двигунів. Відомі такі стани: вологий насичений, сухий насичений і перегрітий. Насичена пара краще перегрітої пари в якості теплоносія в теплообмінниках. Коли він викидається в атмосферу з труб, частина його конденсується, утворюються хмари білого вологого випаровування, що містить найдрібніші крапельки води. Перегріта пара не буде схильний конденсації, навіть при вступі в безпосередній контакт з атмосферою. У перегрітому стані він буде мати більшу тепловіддачу за рахунок прискорення руху молекул і меншої щільності. Наявність вологи викликає осадження, корозію і зниження тривалості служби котлів або іншого теплообмінного устаткування. Отже, сухий пар є кращим, оскільки він виробляє більше енергії і не викликає корозії.
Багато плутаються з термінами "сухий" і "насичений". Як може бути щось одночасно і тим і іншим? Відповідь криється в термінології, яку ми використовуємо. Термін «сухий» пов`язують з відсутністю вологи, тобто «чи не мокрий». «Насичений» означає "замочений", "промоклий", "затоплений", "завалений" і так далі. Все це, здавалося б, підтверджує суперечність. Однак в паровій інженерії термін «насичений» має інше значення і в даному контексті означає стан, при якому відбувається кипіння. Таким чином, температура, при якій відбувається кипіння, відома технічно як температури насичення. Сухий пар в даному контексті не має в собі вологи. Якщо поспостерігати за киплячим чайником, то можна побачити що виходить з носика чайника біле випаровування. Насправді, це суміш сухого безбарвного пара і вологої пари, що містить в собі крапельки води, які відбивають світло і фарбуються в білий колір. Тому термін «сухий насичений пар» означає, що пар зневоднений і не перегрітий. Вільний від частинок рідини, ця речовина в газоподібному стані, що не дотримуються загальними газовим законам.
Експлуатація традиційного газового котла тягне за собою деяку втрату теплової енергії разом з продуктами згорання.…
Вологість повітря поділяють на дві категорії: відносна і абсолютна. Перша з них являє собою співвідношення між наявною…
Кожен знає, що температура кипіння води при нормальному атмосферному тиску (близько 760 мм рт. Ст.) Становить 100 ° С.…
Граничні вуглеводні - це такі сполуки, які представляють собою молекули, що складаються з атомів вуглецю, що…
Термодинаміка як дисципліна сформувалася до середини 19-го століття. Це сталося після відкриття закону про збереження…
Якщо розділити масу тіла на обсяг або площа, яку вона займає, то отримаємо щільність тіла (поверхні). Деякі речовини…
Суха вода, відома багатьом під назвою Novek 1230, була відкрита ще в 1968 р Довгий час ця речовина залишалося…
Вся діяльність людини грунтується на споживанні енергії. Без енергії складно уявити собі активність організму,…
Вся матерія може існувати в одному з чотирьох видів. Кожен з них - це певний агрегатний стан речовини. У природі Землі…
Хімія - дивовижна і, зізнатися, заплутана наука. Чомусь асоціюється вона з яскравими експериментами, різнокольоровими…
Вода - унікальне речовина, основа всіх живих організмів на планеті. Вона може набувати різного форму і перебувати в…
Закон Авогадро став справжнім проривом в теоретичної хімії і сприяв тому, що гіпотетичні припущення перетворилися у…
Будь-яка взаємодія між атомами можливо лише при наявності хімічного зв`язку. Такий зв`язок є причиною утворення стійкої…
Вода - це рідина, без якої неможливе життя на землі. Але багато хто не знає, що вона має багато властивостей, кілька…
Молекулярна маса - одне з основних понять в сучасній хімії. Її введення став можливим після наукового обгрунтування…
Будь-яка речовина може бути описано своїми фізико-хімічними параметрами. На відміну від рідких і твердих речовин, чий…
Наука фізика відіграє значиму роль у вивченні навколишнього світу. Тому її поняття і закони починають проходити ще в…
Одним з найважливіших елементів на нашій планеті є кисень. Хімічні властивості цієї речовини дозволяють йому брати…