Как найти объем водяного пара формула

Расчеты, связанные с водяным паром

Задача 32.
В комнате объемом 45 м³ при температуре 25,0 °С относительная влажность воздуха равна 70% или 0,7. Определите массу водяного пара в комнате, если давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно 3,17 кПа.
Решение:
Массу водяного пара в комнате можно определить из уравнения Менделеева-Клапейрона.

pV = (m/M ^. RT), где

р – давление насыщенного водяного пара; V – объем пара; М – молярная масса пара; R – газовая постоянная; Т – температура пара.

Температура, объем и молярная масса пара известны. Для определения давления водяного пара используем формулу относительной влажности.

ф = р/р_н, из которой р = фр_н.

При подставлении значения давления (фр_н) в уравнение Клапейнона-Менделеева, то найдем массу пара m, получим: 

фр_нV = (m/M ^. RT)

откуда

m = фр_нVM/RT = [0,7 ^. (3,17 ^. 10³) ^.45 ^. (18 ^. 10^-3)]/(8,31 ^. 298) = 0,738 кг = 738 г.

Ответ: масса водяного пара в комнате составляет 738 г.
 

---

Задача 33. 
В комнате объемом 20,0 м³ температура воздуха равна 20,0 °С, а его относительная влажность составляет 20,0 %. Какое количество воды следует испарить, чтобы относительная влажность воздуха в комнате достигла 60,0 %? Известно, что при 20,0 °С давление насыщенного пара равно 2,33 кПа, молярная масса воды составляет 18,0 г/моль.
Решение: 
Масса водяного пара в воздухе определяется следующими формулами:

при влажности ф₁ = 20 %:

m₁ = р₁V, где 

р₁ — плотность водяного пара в воздухе при влажности 20 %; V — объем комнаты;

при влажности ф₂ = 50%:

m₂ = р₂V, где 

р₂ — плотность водяного пара в воздухе при влажности 60 %.

Масса воды, которую следует испарить для повышения влажности воздуха, определяется разностью

∆m = m₂ – m₁, или, в явном виде, ∆m = р₂V – р₁V = (р₂ – р₁)V.

Плотность водяного пара при увеличении влажности увеличивается и определяется следующими формулами:

при влажности ф₁ = 20%:

ф₁ = p₁M/RT, где 

p₁ — давление ненасыщенного водяного пара при влажности 20%; M — молярная масса водяного пара (воды); R — универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж/(моль ^. К); T — температура воздуха, T = 273 + 20 = 293 K;

при влажности ф₂ = 50%:

ф₂ = p₂M/RT, где 

p₂ — давление ненасыщенного водяного пара при влажности 60 %.

Формула для расчета искомой величины принимает вид:

∆m = p₂M/RT – p₁M/RT = (p₂ – p₁)VM/RT.

Давления ненасыщенного водяного пара найдем из формулы ф = (p ^. 100 %)/p₀:

при влажности ф₁ = 20%:

 p₁ = ф₁p₀/100%, где 

р₁ — первоначальная влажность воздуха, ф₁ = 20%; p₀ — давление насыщенного пара при температуре T = 293 К;

при влажности ф₂ = 60%:

p₂ = ф₂p₀/100%, где 

ф₂ — влажность воздуха после испарения некоторого количества воды, ф₂ = 60 %.

Подстановка полученных выражений в формулу для ∆m дает:

∆m = (ф₂ – ф₁)/100% ^. p₀VM/RT.

Вычислим:

∆m = (60,0% – 20,0%)/[100% ^. (2,33 ^. 10³) ^. 20,0 ^. (18,0 ^. 10^-3)/(8,31 ^/ 293) = 137,8 ^. 10^-3 кг = 137,8 г.

Ответ: Для указанного повышения влажности воздуха в комнате необходимо испарить 137,8 г воды.
 

---

Задача 34.
Определить состояние водяного пара, находящегося под давлением p_п = 246660 Па, если его температура составляет:
а) t₁ = 115 °С; б) t₂ = 132 °С.
Решение: 
Согласно табличным данным, давлению p_п = 246,66 кПа соответствует температура насыщения t_н = 127°С. Поскольку t₁ < t_н, то в первом случае пар является влажным. Для второго случая t₂ > t_н, т.е. пар является перегретым.

Таким образом, водяной пар при температуре 115 °С является влажным, а пар при температуре 132 °С – перегретый.

Ответ: а) влажный; б) перегретый.
 

---

Задача 35. 
Водяной пар, имеющий температуру t = 150 °С, находится под давлением pп = 0,4 МПа. Определить степень его насыщенности.
Решение: 
По табличным данным, применив метод интерполяции, определяем, что температуре t = 150°С соответствует давление насыщения p_н = 475722 Па. Далее, использовав формулу:

ф = p_п/p_н, где

ф – степень насыщенности пара; p_п – давление пара (плотность перегретого пара);  p_н – давление насыщенного пара воды (плотность насыщенного пара).

Находим степень насыщенности пара, получим:

ф = p_п/p_н = 400000/475722 = 0,84.

Ответ: ф = 0,84.

---

Как найти массу водяного пара?

Удельный объем и плотность насыщенного водяного пара

Температура t, °C	Давление насыщения Рн, Па	Удельный объем , м3/кг	Плотность rнп, кг/м3 по табл. [3]
Табл. [3]	По уравнению Клапейрона
-50	3,94	26145,0	26139,0	0,0000382
-40	12,85	8376,3	8373,8	0,0001194
-30	38,02	2951,6	2951,6	0,000339
-20	103,26	1131,3	1131,4	0,000884
-10	259,9	467,14	467,29	0,002141
0	611,2	206,14	206,26	0,004851
5	872,5	147,03	147,13	0,00680
10	1228,0	106,33	106,42	0,00940
15	1705,5	77,898	77,98	0,01284
20	2338,8	57,773	57,85	0,01731
25	3169,2	43,351	43,42	0,02307
30	4246,0	32,889	32,95	0,03041
35	5627,8	25,213	25,27	0,03966
40	7383,5	19,521	19,58	0,05123
45	9593,2	15,256	15,31	0,06555
50	12349,9	12,029	12,08	0,08313

Таблица 5

Температура t, °C	0	10	20	30	40	50	60
Удельная теплоемкость срп, кДж/(кг×К)	1,864	1,868	1,874	1,883	1,894	1,907	1,924

t_п
и t_н
– температура соответственно перегретого
и насыщенного пара, °С.

4. Влажный воздух

В термодинамике
атмосферный воздух рассматривают как
смесь, состоящую из сухого воздуха и
водяного пара, который может быть в
перегретом, насыщенном или в
сконденсированном взвешенном состоянии
в виде капельного или ледяного (при
отрицательной температуре) тумана.

Последнее состояние
является неустойчивым и изучается
обычно при решении некоторых специальных
задач, например, в холодильной технике.

При расчетах систем
вентиляции и кондиционирования
атмосферный воздух считают бинарной
гомогенной смесью, в состав которой
входят сухой воздух и водяной пар.

Смесь сухого воздуха
с перегретым водяным паром называется
ненасыщенным
влажным воздухом, а
смесь сухого воздуха с насыщенным
водяным паром – насыщенным
влажным воздухом. При
этом условие насыщения рассматривается
как равновесное состояние между водяным
паром во влажном воздухе и водой в жидкой
или твердой фазах
при одинаковой температуре на плоской
поверхности раздела.

Количество водяного
пара во влажном воздухе изменяется от
нуля (сухой воздух) до некоторого
максимального значения, которое зависит
от температуры и барометрического
давления, и в процессах кондиционирования
обычно не превышает 3 … 4%.

Таблица 6

Температура tн, °C	Удельная теплота парообразования r, кДж/кг	Погрешность, %
По данным [4]	По формуле 3.6
0	2501	2501	0
1	2498,6	2498,6	0
2	2496,3	2496,3	0
3	2493,9	2493,9	0
5	2489,2	2489,2	0
10	2477,4	2477,4	0
15	2465,7	2465,6	0,004
20	2453,8	2453,8	0
25	2442,0	2442,0	0
30	2430,2	2430,2	0
35	2418,4	2418,4	0
40	2406,5	2406,6	0,004
45	2394,5	2394,8	0,013
50	2382,5	2383,0	0,021
55	2370,5	2371,2	0,03
60	2358,4	2359,4	0,06

Поэтому с достаточной
для технических расчетов точностью
влажный воздух можно считать идеальным
газом, который подчиняется всем законам
смеси идеальных газов, хотя в ряде
случаев необходимо учитывать реальные
свойства водяного пара.

Термодинамические
свойства сухого воздуха и водяного пара
различны, поэтому свойства влажного
воздуха зависят от его количественного
состава.

В технике вентиляции
и кондиционирования свойства влажного
воздуха характеризуются следующими
основными параметрами: температура
по сухому термометру t,
влагосодержание
d,
относительная
влажность ,
плотность
,
температура
по мокрому термометру t_м,
температура точки росы t_р,
барометрическое
давление Р_б,
удельная
теплоемкость с
и удельная
энтальпия J
(здесь и далее
используются обозначения, принятые в
кондиционировании воздуха).

Согласно закону
Дальтона, барометрическое давление
влажного воздуха равно сумме парциальных
давлений сухого воздуха и водяного пара

Р_б
= Р_с
+ Р_п.
(4.1)

Величины Р_б,
Р_с
и Р_п
измеряют в Па или кПа.

Температура и
барометрическое давление атмосферного
воздуха зависят от высоты над уровнем
моря, географического расположения и
погодных условий. На уровне моря в
качестве стандартных приняты [3]:
температура 15 °С и барометрическое
давление 101,325 кПа. Значения температуры
и барометрического давления для
стандартной атмосферы на высоте от -500
до 20000 м можно вычислить по формулам
[3]:

P_б
= 101,325(1
– 2,2557710^-5Z)^5,2559;
(4.2)

t
= 15 – 0,0065Z,
(4.3)

где Z
– высота над уровнем моря, м;

Р_б
– барометрическое давление, кПа;

t
– температура воздуха, °С.

Парциальные давления
сухого воздуха и водяного пара, входящих
в состав влажного воздуха, можно
определить в Па по уравнению Клапейрона:

;
(4.4)

,
(4.5)

где М_с
– масса сухой части влажного воздуха;

М_п
– масса водяного пара во влажном воздухе;

V
– общий объем смеси;

Т
– абсолютная температура смеси, К.

При тепловлажностной
обработке и изменении свойств влажного
воздуха количество его сухой части
остается неизменным, поэтому при
рассмотрении тепловлажностного состояния
воздуха принято его показатели относить
к 1 кг сухой части.

Масса водяного пара
во влажном воздухе, приходящаяся на 1
кг массы сухой его части, называется
влагосодержанием
влажного воздуха

.
(4.6)

Для (1 + d)
кг влажного воздуха, т.е. для смеси,
содержащей 1 кг сухого воздуха и d
кг водяного пара, уравнения состояния
имеют вид:

P_cV
= R_cT;

(4.7)

.
(4.8)

Разделив первое
уравнение на второе, и подставив значения
R_с
и R_п,
получим

.
(4.9)

Из уравнения (4.9)
можно получить зависимость

.
(4.10)

Как видно, парциальное
давление водяного пара в ненасыщенном
влажном воздухе при определенном
барометрическом давлении однозначно
определяется влагосодержанием и не
зависит от температуры.

Относительной
влажностью воздуха называется
отношение парциального давления водяного
пара, содержащегося во влажном воздухе
заданного состояния, к парциальному
давлению насыщенного водяного пара при
той же температуре:

.
(4.11)

Давление насыщенного
водяного пара над поверхностью воды
или льда Р_н
отличается от давления водяного пара
в насыщенном влажном воздухе Р_п.н
при той же температуре. Это связано с
тем, что в присутствии инертного газа,
которым является сухой воздух, равновесное
давление водяного пара над свободной
поверхностью воды зависит не только от
температуры, но и от общего давления
влажного воздуха. Поскольку на воду
воздействует дополнительное давление
сухого воздуха, то должно увеличиться
давление насыщенного водяного пара во
влажном воздухе. Однако удельный объем
водяного пара значительно больше
удельного объема воды, и если давление
жидкой фазы возрастает пропорционально
увеличению давления воздуха, то давление
насыщенного водяного пара изменяется
незначительно.

В общем случае
давление насыщенного водяного пара в
многокомпонентной системе (например,
в атмосферном воздухе) можно рассчитать
по формуле [1]

Р_п.н
= Р_н,
(4.12)

где 
– корректирующая функция, зависящая от
состава сухой части парогазовой смеси,
ее общего давления, температуры и
агрегатного состояния воды.

Значения функции 
приведены в прил. 6 [1].

В диапазоне температуры
от -40 до +50 °С и давлении 100 кПа относительная
погрешность при определении давления
насыщенного водяного пара в воздухе
без учета коэффициента %
носит
систематический характер и не превышает
0,55%.

Поэтому при расчетах
систем кондиционирования воздуха можно
считать, что Р_п.н
= Р_н.

Удельная энтальпия
влажного воздуха обычно используется
в виде уравнения (1.10), поэтому в технике
кондиционирования общепринятым является
следующее определение: удельная
энтальпия влажного воздуха J
– это
количество теплоты, содержащееся во
влажном воздухе при заданных температуре
и давлении, отнесенное к 1 кг сухого
воздуха.

Энтальпия смеси
газов равна сумме энтальпий компонентов,
входящих в смесь. Следовательно, удельная
энтальпия влажного воздуха представляет
сумму энтальпий сухого воздуха и водяного
пара.

J
= J_c
+ J_п
– d,
(4.13)

где J_c
– удельная энтальпия сухого воздуха,
кДж/кг с.в.;

J_п
– удельная энтальпия водяного пара,
кДж/кг п.

С учетом зависимостей
2.3 и 3.5 формулы для расчета энтальпии
влажного воздуха имеют вид:

– для ненасыщенного
воздуха

;
(4.14)

– для насыщенного
воздуха

.
(4.15)

Для диапазона
температур от -50 до +50 °С в работе [2]
предложена зависимость:

,
кДж/кг с.в. (4.16)

Более точные
результаты дает формула [3]:

,
кДж/кг с.в. (4.17)

За нулевую точку
принята энтальпия сухого воздуха (d
= 0) при температуре 0 °С.

Уравнение (4.17) можно
записать в следующем виде:

J
= (1,006+1,805d)t
+ 2501d
= ct
+ 2501d,
(4.18)

где с
= 1,006 + 1,805d,
кДж/(Ккг
с.в.) представляет собой теплоемкость
влажного воздуха, отнесенную к 1 кг сухой
его части.

В ненасыщенном
влажном воздухе водяной пар находится
в перегретом состоянии, т.е. его температура
выше температуры насыщения. Если влажный
воздух охлаждать без изменения давления,
то количество содержащегося в нем
водяного пара будет оставаться неизменным,
следовательно, процесс охлаждения будет
идти при постоянном влагосодержании и
парциальном давлении пара. Такой процесс
может протекать до тех пор, пока
температура воздуха и пара не понизится
до температуры насыщения, т.к. при
дальнейшем охлаждении воздуха из него
начнет выпадать влага в виде капель или
инея.

Температура,
соответствующая состоянию насыщения
влажного воздуха при заданном значении
влагосодержания или парциального
давления, называется температурой
точки росы. Температура
точки росы является предельной
температурой, до которой можно охлаждать
влажный воздух при постоянном
влагосодержании без выпадения конденсата.

Значения температуры
точки росы при известном парциальном
давлении можно определить по приложению
1 или, с достаточной для инженерных
расчетов точностью, вычислить по формулам
[7] :

при температуре от
0 до -60 °С

;
(4.19)

при температуре от
0 до 87 °С

,
(4.20)

где t_p
– температура точки росы, °С;

Р_н
– парциальное давление насыщенного
водяного пара, кПа.

Заметим, что в
интервале температур от 5 до 87 °С²
расчетные значения t_p
отличаются от табличных не более, чем
на 0,02 °С, а в интервале от 0 до -40 °С не
более, чем на 0,03 °С.

Рассмотрим замкнутую
систему, в которой ненасыщенный влажный
воздух контактирует с открытой
поверхностью воды.

Начальные параметры
воздуха: t₁,
J₁,
d₁,
Р_п1,
₁.

Начальная температура
воды в поддоне t_p1
< t_w1
< t₁.

Система теплоизолирована
от окружающей среды и не имеет потерь
или поступлений тепла извне. Общее
давление воздуха в системе не изменяется.

Т.к. температура
воздуха не равна температуре воды, а
парциальное давление насыщенного
водяного пара над поверхностью воды
выше, чем в ненасыщенном воздухе, то
между воздухом и водой будет идти процесс
тепло- и массообмена, направленный в
сторону более низкого потенциала, т.е.
испарение воды и охлаждение воздуха.

Процесс продолжается
до тех пор, пока не выйдет на стационарный
режим.

На испарение воды
требуется тепло (скрытая теплота
парообразования), которое вначале
поступает от воздуха и воды.

Однако через некоторое
время температура воды достигнет такого
уровня, когда тепло, передаваемое от
воздуха к воде, уравновесится с теплом,
затрачиваемым на испарение воды, и ее
температура будет оставаться постоянной,
равной t_м.

Т.к. система
теплоизолирована от внешней среды, то
дальше в процессе тепло- и массообмена
будет понижаться только температура
воздуха при одновременном увеличении
его влагосодержания и относительной
влажности.

Изменение состояния
влажного воздуха завершится, когда его
температура станет равна температуре
воды и воздух станет насыщенным, т.е. t₂
= t_н
= t_м.

Процесс насыщения
воздуха, в котором отсутствует
взаимодействие с окружающей средой, в
термодинамике называют процессом
адиабатного насыщения.

В результате такого
процесса происходит следующее:

– влагосодержание
влажного воздуха увеличивается от
начального d₁
до конечного d_н,
соответствующего насыщению при
температуре t_м;

– энтальпия воздуха
возрастает от J₁
до J_н,
соответствующей насыщению при температуре
t_м,
за счет энтальпии испарившейся воды,
J_w.

При фиксированном
значении барометрического давления
значения J_н,
d_н
и J_w
являются функцией только температуры
t_м,
которую примут
воздух и вода в результате адиабатного
процесса. Эта температура и является
температурой мокрого термометра.

Температура
мокрого термометра –
это температура,
которую принимает ненасыщенный влажный
воздух с начальными параметрами J₁
и d₁
в результате адиабатного тепло- и
массообмена с водой в жидком или твердом
состоянии, имеющей постоянную температуру
t_w
= t_м
после достижения
им насыщенного состояния, удовлетворяющего
равенству

J_н
= J₁
+ (d_н
– d₁)с_wt_м,
(4.21)

где c_w
= 4,186 – удельная теплоемкость воды,
кДж/кг°С.

Разность J_н
– J₁
обычно невелика, поэтому процесс
адиабатного насыщения часто называют
изоэнтальпийным, хотя в действительности
J_н
= J₁
только при t_м
= 0.

Температуру мокрого
термометра при известных значениях d₁
или J₁
и t₁
можно определить по формулам:

J₁
= 1,006t_м
+ 2501d_н
+ (4,186d₁
– 2,381d_н)t_м,
кДж/кг с.в.; (4.22)

,
кг/кг с.в. (4.23)

В уравнениях (4.22) и
(4.23) по два неизвестных (t_м
и d_н),
однако каждому значению t_м
при заданном барометрическом давлении
соответствует только одно табличное
значение d_н,
поэтому уравнения легко решаются методом
последовательных приближений.

Для упрощения
расчетов в приложениях 2 и 3 приведены
значения влагосодержания насыщенного
влажного воздуха при барометрическом
давлении 99 и 101 кПа.

Плотность влажного
воздуха _в
в кг/м³
представляет
собой отношение массы влажного воздуха
к объему:

.
(4.24)

Значения _в
вычисляют по формулам:

;
(4.25)

,
(4.26)

где Р_б
– барометрическое давление воздуха,
кПа;

Р_п
– парциальное давление водяного пара,
кПа;

d
– влагосодержание влажного воздуха,
кг/кг с.в.;

Т
= t
+ 273,15 – абсолютная температура воздуха,
К.

Удельный объем
влажного воздуха v_в
принято определять, относя объем влажного
воздуха V_в
к массе сухого воздуха М_с

.
(4.27)

Эта величина
отличается от удельного объема
,
отнесенного к общей массе влажного
воздуха

.
(4.28)

Приведенные выше
расчетные зависимости, а также таблица
давления насыщенного водяного пара над
поверхностью чистой воды и льда
(приложение 1) и таблицы значений
влагосодержания насыщенного влажного
воздуха при барометрическом давлении
99 и 101 кПа (приложения 2 и 3) позволяют
аналитически определять требуемые
параметры воздуха при двух заданных.

Порядок вычислений
рассмотрен в примерах 1.1 … 1.4.

Пример 1.1.

Дано: температура
воздуха по сухому термометру t
= 24 °С; относительная влажность 
= 50%; барометрическое давление Р_б
= 99 кПа.

Определить: энтальпию
J,
влагосодержание d,
температуру точки росы t_р,
температуру мокрого термометра t_м,
парциальное давление водяного пара Р_п
и плотность влажного воздуха _в.

Решение.

1. По прил. 1 находим
значение парциального давления
насыщенного водяного пара при t
= 24 °С:

Р_н
= 2,9851 кПа.

2. По формуле 4.11
определяем парциальное давление водяного
пара:

Р_п
= Р_н
= 0,52,9851
= 1,4926 кПа.

3. По формуле 4.20
вычисляем значение температуры точки
росы:

°С (по прил. 1 t_p
= 12,947 °С).

4. По формуле 4.9
вычисляем значение влагосодержания:

г/кг с.в.

5. Определяем значение
удельной энтальпии по формуле 4.17:

кДж/кг с.в.

6. Значение температуры
мокрого термометра определяем методом
последовательных приближений. Для
ускорения вычислений воспользуемся
приближенным выражением:

.
(4.29)

Задаемся значениями
t_м
= 18 °С и t_м
= 17 °С, по
таблице прил. 2 находим значения d_н(18)
= 13,2458 г/кг с.в.; d_н(17)
= 12,4189 г/кг с.в.

Вычисляем:

°С;

С.

Как видно, значение
t_м
действительно
находится в интервале температур 17 …
18 °С, причем очень близко к 17 °С.

Задаемся значением
t_м
= 17,01 °С; по прил.
2 находим значение d_н
= 12,427 г/кг с.в. и проверяем равенство по
формуле 4.22:

кДж/кг с.в.

Следовательно,
действительно t_м
= 17,01 °С.

7. По формуле 4.25
вычисляем плотность влажного воздуха:

кг/м³.

Пример 1.2.

Дано: температура
воздуха по сухому термометру t
= 33 °С; удельная энтальпия J
= 60 кДж/кг с.в.; барометрическое давление
Р_б
= 101 кПа.

Определить:
относительную влажность ,
влагосодержание d,
температуру точки росы t_p,
температуру мокрого термометра t_м,
парциальное давление водяного пара Р_п
и плотность влажного воздуха _в.

Решение.

1. Используя формулу
4.17, определяем значение d:

г/кг с.в.

2. По формуле 4.10
вычисляем значение Р_п:

кПа.

3. По прил. 1 находим
значение парциального давления
насыщенного водяного пара при t
= 33 °С:

Р_н
= 5,0343 кПа.

4. По формуле 4.11
определяем относительную влажность
воздуха:

%

5. По прил. 1 находим
значение температуры точки росы при Р_п
= 1,671 кПа:

t_p
= 14,7 °С.

6. Методом
последовательных приближений определяем
температуру мокрого термометра. Задаемся
значениями t_м
= 20 °С и t_м
= 21 °C.
По таблице прил. 3 находим значения

d_н(20)
= 14,7448 г/кг с.в.; d_н(21)
= 15,7070 г/кг с.в.

°С.

Вычисляем по формуле
4.29:

°С.

Значение t_м
находится в заданном интервале температур
ближе к 21 °С.

Задаемся значением
t_м
= 20,84 °С, по прил.
3 находим значение d_н
= 15,5494 г/кг с.в. и проверяем равенство по
формуле 4.22:

7. По формуле 4.25
определяем плотность влажного воздуха:

кг/м³.

Пример 1.3.

Дано: температура
мокрого термометра t_м
=17 °C;
относительная влажность 
= 20%; барометрическое давление Р_б
= 99 кПа.

Определить: удельную
энтальпию J;
влагосодержание d;
температуру воздуха по сухому термометру
t;
парциальное давление водяного пара Р_п
и температуру точки росы t_р
влажного воздуха.

Решение.

Данная задача
является одной из наиболее сложных для
расчета, т.к. нет аналитических
зависимостей, связывающих два заданных
параметра.

1. По прил. 2 находим
значение влагосодержания насыщенного
воздуха при t_м
= 17 °С:

d_н
= 12,4189 г/кг с.в.

2. Вычисляем значение
энтальпии J_н(17
С)

кДж/кг с.в.

3. Вычисляем значение
энтальпии при t_м
= 17
°C
и d
= 0 г/кг с.в.:

кДж/кг с.в.

4. Значение энтальпии
для искомой точки находится в интервале
от 47,6589 до 48,5427 кДж/кг с.в.; d
– от 0 до 12,4189 г/кг с.в.

5. Дальше задачу
решаем методом последовательных
приближений. Задаемся значением:

кДж/кг с.в.

Вычисляем значение
d₁
по формуле, полученной из формулы 4.22:

По формуле 4.10
вычисляем значение:

кПа.

По формуле 4.11
определяем:

кПа.

По прил. 1 находим
соответствующее значение температуры:
t
= 32,46 °С.

Вычисляем:

.

Заданное значение
J₁
несколько меньше расчетного, поэтому
фактические значения температуры t₁
и влагосодержания d₁
должны быть немного ниже.

Дальнейшее приближение
удобнее выполнять, используя температуру
сухого термометра.

Задаемся значением:
t₁
= 32,24 °С.

По прил. 1 находим:

Р_п.н
= 4,8235 кПа.

Вычисляем :

Р_п
= 4,82350,2
= 0,9647 кПа;

г/кг с.в.

.

Определяем значение
J₁
по формуле 4.22:

Значения
иJ₁
практически совпали, т.е. заданное
значение t₁
= 32,24 °С является правильным, и окончательно
получаем:

J₁
= 48,097 кДж/кг с.в.; d₁
= 6,1207 г/кг с.в.; Р_п
= 0,9647 кПa;
t_p
= 6,45 С.

Пример 1.4.

Дано: энтальпия
внутреннего воздуха J
= 60 кДж/кг с.в. относительная влажность

= 50%; барометрическое давление Р_б
= 99 кПа.

Определить: температуры
t,
t_р,
t_м;
влагосодержание
d
и парциальное давление водяного пара
Р_п.

Решение:

Настоящая задача
не имеет прямого решения, поскольку в
формулах для 
и J
количество неизвестных больше, чем
число уравнений. Поэтому задача может
быть решена только методом последовательных
приближений. Приведенная в примере
методика позволяет решить задачу с
наименьшим объемом вычислений.

1. Задаемся двумя
произвольными значениями влагосодержания.
Чем ближе эти значения окажутся от
действительной величины и чем меньше
будет разность между ними, тем скорее
будет решена задача.

Принимаем: d₁
= 10; d₂
= 13
г/кг с.в.

2. По формулам 4.10 и
4.11 вычисляем соответствующие значения
парциального давления водяного пара:

кПа.

кПа.

Р_н1
= 3,1330 кПа; Р_н2
= 4,0536 кПа.

3. По прил. 1 находим
значения температуры сухого термометра:

t_н1
= 24,81 °С;

t_н2
= 29,19 С.

4. Вычисляем значения
энтальпии:

кДж/кг с.в.

кДж/кг с.в.

Как видно, заданное
значение энтальпии находится в интервале:

50,4167 < 60 < 62,5631.

5. С помощью линейной
интерполяции находим приближенное
значение влагосодержания:

г/кг с.в.

6. С учетом нелинейной
зависимости энтальпии от влагосодержания
принимаем:

d
= 12,345 г/кг с.в.

и повторяем вычисления
по пунктам 2, 3 и 4:

кПа;

Р_п.н
= 1,92662
= 3,8533 кПа;

t
= 28,32 °С;

кДж/кг с.в.

Значение энтальпии
практически равно заданному J
= 60 кДж/кг с.в., т.е. значения d
и t
соответствуют искомым.

7. По прил. 1 находим
значение температуры точки росы при Р_п
= 1,9266 кПа:

t_р
= 16,9 С.

8. Значение t_м
определяем
методом последовательных приближений
так же, как в примерах 1.1 и 1.2, поэтому
промежуточные расчеты не приводим.

Задаемся t_м
= 20,57 °С; по
прил. 2 находим d_н
= 15,6031 г/кг с.в.

Вычисляем:

т.е. t_м
= 20,57 °С.

5. J–d
ДИАГРАММА ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА

Сколько в 1 литре воды пара?

1 литр воды = 1 кг = 1 кг пара.

Сколько в 1 литре пара?

Точное значение плотности пара Вы можете найти в справочниках. Вопрос-ответ: Вопрос: Сколько кг в литре пара? Ответ: 1 кг пара равен 1667 литра.

Сколько литров воды в кубе пара?

В 1 кубе (кубическом метре) содержится ровно 1000 литров. Рассчитать это можно с помощью простых вычислений: в одном кубическом метре содержится тысяча кубических дециметров, а согласно фундаментальным законам физики один дециметр равен одному литру воды. Пример расчёта воды из кубов в литры: 1 дм³ = 1 л.

Какой объем пара образуется при испарении?

С увеличением давления пара величина удельного объема уменьшается. При давлении 1 бар удельный объем пара составляет 1,694 м3/кг. Или иначе говоря 1 дм3 (1 литр или 1 кг) воды при испарении увеличивается в объеме в 1694 раза по сравнению с первоначальным жидким состоянием.

Сколько литров воды в 1 кг льда?

Сколько килограмм в литре льда

Точное значение плотности льда Вы можете найти в справочниках. Вопрос-ответ: Вопрос: Сколько кг в литре льда? Ответ: 1 кг льда равен 1.091 литра.

Сколько нужно воды для 1 кг пара?

1 литр воды = 1 кг = 1 кг пара.

Сколько нужно воды для производства 1 тонны пара?

По различным данным расход деминерализованной воды на получение 1 тонны пара составляет около 1,29 тонн воды. т. е. 77% воды идет на получение пара.

Сколько литров воды в одном кубическом метре?

В метрической системе мер: 1 м³ = 1000 дм³ = 1 000 000 см³ = 1 000 000 000 мм³ = 1000 литров. При конверсии в другие системы мер: 1 м³ ≈ 35,3 кубических фута ≈ 1,31 кубических ярда ≈ 6,29 баррелей.

Сколько ведер воды в кубе?

Однако, потом решили не ударяться в крайности, ограничившись введением «ведрической» системы измерения. Теперь на вопрос «сколько литров воды в 1 кубе», дочка отвечает не «1000 литров», а «100 ведер».

Сколько кубометров воды в ванной?

Итак, сколько кубов в ванной. Если вы учились в школе, то из школьного курса вы знаете что один кубический метр – (1 метр в ширину * 1 метр в длину * 1 метр в высоту), это 1000 литров. Поэтому получается. Что ванна 1.2 метра, объемом в 100 – 120 литров, это 0.1 – 0.12 кубических метров воды.

Что происходит с паром при нагревании?

При нагревании жидкости в закрытом сосуде часть жидкости превращается в пар. В результате согласно формуле Р = nкТ давление насыщенного пара растет не только вследствие повышения температуры жидкости, но и вследствие увеличения концентрации молекул (плотности) пара.

Что происходит в насыщенном паре с массой при изменении температуры пара?

Главное различие в поведении идеального газа и насыщенного пара состоит в том, что при изменении температуры пара в закрытом сосуде (или при изменении объема при постоянной температуре) меняется масса пара. Жидкость частично превращается в пар, или, напротив, пар частично конденсируется.

Что показывает таблица насыщенных паров?

Таблицы насыщенного водяного пара

Обычно их используют для определения зависимости температуры насыщенного пара от парового давления или, наоборот, давления от температуры насыщенного пара. Кроме этих параметров, таблицы обычно включают и другие показатели, такие как удельная энтальпия (h) и удельный объём (v).

Что тяжелее 1 литр воды или 1 кг льда?

Но это не так, потому что вода увеличивается в объеме при замерзании, так что один литр вмещает меньшее количество льда, чем воды. … Сравните эти массы: один литр воды при 0 °C весит 999г, а один литр льда — 990 г.

Сколько весит 1 литр льда?

Одна капля воды весит около 0,05 грамма. Стакан(250мл) льда весит 229 грамм. Литр льда весит 917 грамм.

Что больше 1 кг льда или 1 кг воды?

Поэтому, внутренняя энергия 1 кг воды на 330 кДж больше внутренней энергии такого же количества льда. webew7 и 26 других пользователей посчитали ответ полезным!

Источник

Параметры пара

Свойства пара определяются его параметрами, то есть величинами, характеризующими состояние пара (давление, температура, степень сухости, энтальпия, теплосодержание и т. д.). Тепловая энергия подводится к паровой турбине при помощи водяного пара, являющегося носителем тепловой энергии (теплоносителем).

Насыщенный пар

Если нагревать воду в открытом сосуде, то температура ее будет постепенно повышаться, пока не достигнет примерно 100 0 С; после этого дальнейшее повышение температуры прекращается и начинается кипение воды, то есть бурный переход ее в парообразное состояние. Температура воды во время кипения остается одной и той же, так же как температура получающегося над водой пара; она равна точно 100 0 С при нормальном атмосферном давлении, равном давлению ртутного столба 760 мм высотой. Искусственно изменяя давление, можно изменять температуру кипения в очень широких пределах; при увеличении давления температура кипения повышается, при уменьшении давления – понижается.

Так, при давлении 0,02 ата (0,02 от атмосферного давления) вода кипит при 17,2 0 С, а при давлении 10 ата при 179 0 С.

Температура пара над водой, из которой он получается (рис. 1), всегда равна температуре этой воды. Получающийся над водой пар называется насыщенный пар.

Определенной температуре насыщенного пара всегда соответствует определенное давление, и наоборот, определенному давлению всегда соответствует строго определенная температура.

В (таблице 1) приводится зависимость между температурой и давлением насыщенного пара.

Измерив термометром температуру насыщенного пара, можно по этой таблице определить его давление или, измерив давление, определить температуру.

При образовании пара в паровое пространство котла всегда попадают частицы воды, увлекаемые выделяющимся паром; особенно сильное увлажнение пара происходит в современных мощных котлах при работе их с большой нагрузкой. Кроме того, насыщенный пар обладает тем свойством, что при самом незначительном отнятии теплоты часть пара обращается в воду (конденсируется); вода в виде мельчайших капелек удерживается в паре. Таким образом, практически мы всегда имеем смесь сухого пара и воды (конденсата); такой пар называется влажный насыщенный пар. Так же как и у сухого насыщенного пара, температура влажного пара всегда соответствует его давлению.

Состав влажного пара принято выражать в весовых частях пара и воды. Вес сухого пара в 1 кг влажного пара называется или и обозначается буковой «х». Значение «х» обычно дают в сотых долях. Таким образом, если говорят, что у пара «х»=0,95, то это значит, что во влажном паре содержится по весу 95% сухого пара и 5% воды. При «х»=1 насыщенный пар носит название сухого насыщенного пара.

Один килограмм воды при своем испарении дает один килограмм пара; объем получающегося пара зависит от его давления, а следовательно, и от температуры. В противоположность воде, которая по сравнению с газами почти несжимаема, пар может сжиматься и расширяться в очень широких пределах.

Энтальпия пара(теплосодержание) – практически определяется как количество тепла, которое нужно для поучения 1 кг пара данного состояния из 1 кг воды при 0 0 С, если нагрев происходит при постоянном давлении.

Понятно, что при одной и той же температуре энтальпии пара значительно больше, чем энтальпия воды. Для того чтобы нагреть 1 кг воды от 0 до 100 0 С, нужно затратить приблизительно 100 ккал тепла, так как теплоемкость воды равна приблизительно единице. Для того же, чтобы превратить эту воду в сухой насыщенный пар, нужно сообщить воде добавочно значительное количество теплоты, которое расходуется на преодоление внутренних сил сцепления между молекулами воды при переходе ее из жидкого состояния в парообразное и на совершение внешней работы расширения пара от начального объема v / (объем воды) до объема v // (объема пара).

Это добавочное количество теплоты называется теплота парообразования.

Следовательно, энтальпия сухого насыщенного пара будет определяться так:

i // =i / +r, ккал/кг,

Например, при давлении 3 кг/см 3 теплосодержание 1 кг кипящей воды равно 133,4 ккал, а теплота парообразования равна 516,9 ккал/кг; отсюда энтальпия сухого насыщенного пара при давлении 3 кг/см 2 будет:

i // =133,4+516,9=650,3 ккал/кг (табл 2)

в сильной степени зависит от его степени сухости; с уменьшением степени сухости пара его энтальпия уменьшается.

Энтальпия влажного пара равна:

Эту формулу легко уяснить себе на следующем примере: допустим, что давление пара 5 кг/см 2 и степень сухости 0,9 иначе говоря, 1 кг этого пара содержит 0,1 кг воды и 0,9 кг сухого пара. По (табл 2) находим, что энтальпия воды при давлении 5 кг/см 2 равна округленно 152 ккал/кг, а энтальпия сухого пара 656 ккал/кг; так как влажный пар состоит из смеси сухого пара и воды, то энтальпия влажного пара в данном случае будет равна:

Следовательно, энтальпия влажного пара будет в этом случае примерно на 50 ккал/кг меньше, чем сухого насыщенного пара того же давления.

Перегретый пар

Энтальпия перегретого пара

Следовательно, она превышает энтальпию сухого насыщенного пара того же давления на величину, выражающую собой количество теплоты, дополнительно сообщенное пару при перегреве; это количество теплоты равно:

а=ср(t2 – t1), ккал/кг,

где ср – средняя теплоемкость 1 кг пара при постоянном давлении. Ее величина зависит от давления и температуры пара; в (табл. 3) даны значения ср для некоторых температур и давлений;

t1 – температура насыщенного пара; t2 – температура перегретого пара.

Энтальпии перегретого пара для некоторых давлений и температур приведены в (табл. 4).

Перегревая свежий пар, мы сообщаем ему дополнительную теплоты, то есть увеличиваем начальную энтальпию. Это приводит к увеличению использованного теплопадения и повышению экономического к.п.д. установки работающей на перегретом паре. Кроме того, перегретый пар при движении в паропроводах не конденсируется в воду, так как конденсация может начаться только с момента, когда температура перегретого пара понизиться на столько, что он перейдет в насыщенное состояние. Отсутствие конденсации свежего пара особенно важно для паровых турбин, вода, скопившаяся в паропроводе и увлеченная паром в турбину, легко может разрушить лопатки турбины.

Преимущество перегретого пара настолько значительны и выгодность его применения настолько велика, что современные турбинные установки работают почти исключительно перегретым паром.

В настоящее время большинство тепловых электростанций строится с параметрами пара свыше 130 – 150 ата и свыше 565 0 С. В дальнейшем для самых мощных блоков предполагается по мере освоения новых жаростойких сталей повысить параметры до 300 ата и 656 0 С.

При расширении перегретого пара его температура понижается, по достижении температуры насыщения перегретый пар проходит через состояние сухого насыщенного пара и превращается во влажный пар.

Источник

Таблица насыщенного пара

В статье приведен фрагмент таблицы насыщенного и перегретого пара. С помощью этой таблицы по значению давления пара определяются соответствующие значения параметров его состояния.

Теплота парообразования (конденсирования)

Расширенная таблица насыщенного пара

Столбец 1: Давление пара (p)

В таблице указано абсолютное значение давления пара в бар. Этот факт необходимо иметь ввиду. Когда речь идет о давлении, как правило говорят об избыточном давлении, которое показывает манометр. Однако, инженеры-технологи в своих расчетах используют значение абсолютного давления. В практике эта разница часто приводит к недоразумениям и обычно с неприятными последствиями.

С введением системы СИ было принято, что в расчетах должно использоваться только абсолютное давление. Все приборы измерения давления технологического оборудования (кроме барометров) в основном показывают избыточное давление, мы подразумеваем абсолютное давление. Под нормальными атмосферными условиями (на уровне моря) понимают барометрическое давление 1 бар. Избыточное давление обычно указывается в бари (barg).

Столбец 2: Температура насыщенного пара (ts)

В таблице, наряду с давлением, приведена соответствующая температура насыщенного пара. Температура при соответствующем давлении определяет точку кипения воды и таким образом температуру насыщенного пара. Значения температуры в этом столбце определяют также температуру конденсации пара.

При давлении 8 бар температура насыщенного пара составляет 170оС. Конденсат, образованный из пара при давлении 5 бар, имеет соответствующую температуру 152 оС.

Столбец 3: Удельный объем (v”)

Удельный объем указывается в м3/кг. С увеличением давления пара величина удельного объема уменьшается. При давлении 1 бар удельный объем пара составляет 1,694 м3/кг. Или иначе говоря 1 дм3 (1 литр или 1 кг) воды при испарении увеличивается в объеме в 1694 раза по сравнению с первоначальным жидким состоянием. При давлении 10 бар удельный объем составляет 0,194 м3/кг, что в 194 раза больше, чем у воды. Значение удельного объема используются в расчетах диаметров паро- и конденсатопроводов.

Столбец 4: Удельный вес (ρ=ро)

Удельный вес (также называется плотность) указан в кДж/кг. Он показывает, сколько килограмм пара содержится в 1 м3 объема. С увеличением давления удельный вес увеличивается. При давлении 6 бар пар объемом 1м3 имеет вес 3,17 кг. При 10 бар – уже 5,15 кг и при 25 бар – более 12,5 кг.

Интересно будет прочитать: Парообразование и испарение воды

Столбец 5: Энтальпия насыщения (h’)

Энтальпия кипящей воды указана в кДж/кг. Значения в этом столбце показывают, какое количество тепловой энергии необходимо, чтобы 1 кг воды при определенном давлении довести до состояния кипения, или какое количество тепловой энергии содержит конденсат, который при том же давлении сконденсировался из 1 кг пара. При давлении 1 бар удельная энтальпия кипящей воды составляет 417,5 кДж/кг, при 10 бар – 762,6 кДж/кг, и при 40 бар – 1087 кДж/кг. С увеличением давления пара энтальпия воды увеличивается, причем ее доля в суммарной энтальпии пара при этом постоянно растет. Это значит, чем выше давление пара, тем больше тепловой энергии остается в конденсате.

Столбец 6: Суммарная энтальпия (h”)

Энтальпия указан в кДж/кг. В этом столбце таблицы приведены значения энтальпии пара. Из таблицы видно, что энтальпия растет до давления 31 бар и при дальнейшем увеличении давления снижается. При давлении 25 бар значение энтальпии 2801 кДж/кг. Для сравнения значение энтальпии при 75 бар составляет 2767 кДж/кг.

Столбец 7: Тепловая энергия парообразования (конденсации) (r)

Энтальпия парообразования (конденсации) указана в кДж/кг. В этом столбце приведены значения количества тепловой энергии, которое требуется для полного испарения 1 кг кипящей воды при соответствующем давлении. И наоборот – количество тепловой энергии, которое высвобождается в процессе полной конденсации (насыщенного) пара при определенном давлении.

При давлении 1 бар r = 2258 кДж/кг, при 12 бар r = 1984 кДж/кг и при 80 бар r = лишь 1443 кДж/кг. С увеличением давления количество тепловой энергии парообразования или конденсации снижается.

При увеличении давления пара количество тепловой энергии, необходимое для полного испарения кипящей воды, уменьшается. И в процессе конденсации насыщенного пара при соответствующем давлении высвобождается меньше тепловой энергии.

Источник: «Рекомендации по применению оборудования ARI. Практическое руководство по пару и конденсату. Требования и условия безопасной эксплуатации. Изд. ARI-Armaturen GmbH & Co. KG 2010»

Получить консультацию и приобрести оборудование для паро-конденсатных систем можно по телефону (495) 268-0-242.

Источник

Какое количество пара получится при испарении 1 литра воды

§ 33. Испарение жидкостей. Пары

При любой температуре с поверхности жидкости вылетает часть молекул, образуя над ней пар. Процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное называется парообразованием. Парообразование, происходящее при любых температурах с открытой поверхности жидкости, называется испарением. Его скорость зависит от рода жидкости, величины ее свободной поверхности, температуры, внешнего давления и наличия над жидкостью потока воздуха, уносящего пар.

Чтобы испарение жидкости происходило без изменения ее температуры, жидкости необходимо сообщать энергию. Скалярная величина, измеряемая количеством энергии, необходимой для превращения единицы массы жидкости в пар при постоянной температуре, называется удельной теплотой парообразования.

Наименование удельной теплоты парообразования r кг /_дж. Для превращения m кг массы жидкости в пар надо определенное количество энергии, в частности количество теплоты Q = rm.

Допустим, что жидкость испаряется в закрытом сосуде. Часть молекул пара вследствие теплового движения, приблизившись к поверхности жидкости, возвращается в нее. В закрытом сосуде одновременно происходит и процесс испарения и процесс конденсации Если число молекул, вылетевших из жидкости, больше числа молекул, возвратившихся в нее, то пар над жидкостью называется ненасыщенным. Опыты с ненасыщенными парами показали, что они подчиняются газовым законам.

В процессе испарения и конденсации наступает такой момент, начиная с которого число молекул, вылетевших из жидкости в единицу времени, окажется равным числу молекул, возвращающихся обратно в жидкость, то есть наступит динамическое равновесие между жидкостью и паром. Пар, находящийся в динамическим равновесием со своей жидкостью, называется насыщенным паром. Он может быть насыщенным не только в закрытом сосуде, но и в атмосфере. Так, при тумане пары воды в воздухе насыщены.

Рис. 35. Зависимость давления насыщенного пара от температуры

При температуре 20° С давление насыщенных паров этих жидкостей равно (в мм рт. ст.):

Выясним, зависит ли давление насыщенного пара при постоянной температуре от его объема. Под поршнем в цилиндре, соединенном с манометром, находится жидкость и ее насыщенный пар (рис. 36). Изменяя его объем перемещением поршня вверх, а затем вниз, по показанию манометра видим, что при постоянной температуре давление насыщенного пара от объема не зависит, и оно при данной температуре для данной жидкости есть величина постоянная. Это означает, что насыщенные пары закону Бойля-Мариотта не подчиняются. Так, манометр парового котла при данной температуре показывает всегда одно и то же давление, независимо от того, какой объем занимает в нем насыщенный пар.

Рис. 36. Зависимость давления насыщенного пара от объема

Объясняется это тем, что при изменении объема насыщенного пара происходит изменение его массы. Причувеличении объема масса пара увеличивается (происходит дополнительное испарение жидкости), при уменьшении объема масса пара уменьшается (часть его конденсируется).

Опыты и расчеты по изменению давления насыщенного пара от нагревания показывают, что давление увеличивается во много раз больше, чем следовало бы по закону Шарля, т. е. зависимость давления от температуры не подчиняется данному закону. Объясняется это тем, что давление насыщенного пара при нагревании возрастает, во-первых, вследствие увеличения средней кинетической энергии молекул этого пара и, во-вторых, из-за увеличения концентрации молекул пара, т. е. увеличения общей массы молекул.

Пока пар остается насыщенным, изменение его температуры или объема всегда сопровождается изменением массы пара, т.е. парообразованием, или конденсацией.

Свойство насыщенных паров воды увеличивать свое давление с повышением температуры применяется в паровых котлах для получения пара, имеющего большое давление, например 100 ат, при температуре кипения воды 310° С. Для использования пара в паровых машинах его отводят из котла, нагревают, превращают в ненасыщенный. Такой пар называется перегретым, он обладает большим запасом внутренней энергии. Если пар не перегрет, то он содержит капельки жидкости.

Получив в пробирке пары эфира, начнем охлаждать их, поместив ее в смесь льда и соли. На стенках пробирки появляется налет жидкого эфира, так как при охлаждении его пары превратились в жидкость. Существует два способа обращения пара в жидкость: увеличение давления на пар, сжатие его (см. рис.36) и понижение температуры пара, охлаждение его. Опыты показывают, что и газы можно превратить в жидкость (сжижение газов). Для этого их надо одновременно и сжимать и охлаждать, пока они не превратятся в жидкость.

Источник

Парообразование и испарение воды

На Изображении 1 показано потребление газа в процессе доведения воды до состояния кипения и испарения.

Изображение 1: Чайник и счетчик газа

В начале измерения счетчик газа находится в положении ноль. В момент нагрева воды до температуры 100оС показание счетчика составляет «1 относительных единиц газа». Для полного испарения воды было затрачено около 6 относительных единиц газа. Это значит, что для испарения воды требуется примерно в 6 раз больше энергии, чем для доведения ее до состояния кипения. Или иначе говоря:

1 кг пара при температуре 100оС содержит примерно в 6 раз больше тепловой энергии, чем 1 кг воды при температуре 100оС. Если пар с температурой 100оС отдает тепловую энергию, то образуется конденсат с температурой 100оС. В процессе конденсирования из 1 кг пара с температурой 100оС высвобождается примерно в 6 раз больше тепловой энергии, чем содержится в воде того же количества и той же температуры.

Изображение 2 а отображает количество энергии, которое потребляется для нагрева и испарения 1 кг воды при атмосферных условиях. Удельная теплоемкость воды составляет 4,18 или около 4,2 кДж/кг х К. Чтобы перегреть 1 кг воды с 0оС до 100оС требуется 100х4,2=420 кДж тепловой энергии (h’). Количество теплоты парообразования (r), которая требуется для нагрева 1 кг воды от 100оС до полного испарения составляет 2258 кДж/кг и может быть определено по таблице насыщенного пара (см. Таблицу насыщенного пара).

Изображение 2а: Испарение	Изображение 2b: Конденсация

Для того, чтобы довести 1 кг воды при 0оС и атмосферных условиях до состояния полного испарения, необходимо затратить тепловую энергию в количестве (h” = h’ + r) 420 + 2258 = 2678 кДж. В процессе передачи тепла от пара к продукту или в теплообменном аппарате пар конденсируется. Тепловая энергия, которая при этом высвобождается, это тепловая энергия конденсации. Если тепловая энергия при атмосферном давлении от пара отбирается, то высвобождается 2258 кДж/кг тепловой энергии конденсации, при этом остаточное теплосодержание конденсата составляет 420 кДж/кг при 100оС, см Изображение 2b

В замкнутом пространстве температура кипения увеличивается.

Тепловая энергия парообразования – это количество теплоты, которое выделяется в процессе конденсирования пара. Полученный при этом конденсат имеет такую же температуру, как и пар, из которого он образовался.

Процессы, в которых давление пара составляет 1 бар, встречаются достаточно редко, поскольку давление пара зависит от требуемой температуры процесса.

Кроме температуры насыщения также и другие параметры пара зависят от давления, как например тепловая энергия насыщения и парообразования, энтальпия и удельный объем. Их значения приведены в таблице насыщенного пара.

Источник: «Рекомендации по применению оборудования ARI. Практическое руководство по пару и конденсату. Требования и условия безопасной эксплуатации. Изд. ARI-Armaturen GmbH & Co. KG 2010»

Получить консультацию и приобрести оборудование для паро-конденсатных систем можно по телефону (495) 268-0-242.

Источник

Многие слышали термин относительная влажность по прогнозам погоды, там диктор всегда сообщает применительно к определенной местности наличие в воздухе некоего ограниченного параметрами температуры количества воды. Есть такой термин как влагоемкость воздуха, она говорит нам чем теплее воздух, тем больше воды он может вместить. При нулевой температуре 0°С кубометр воздуха может содержать меньше 5 гр/м3, а при комнатной температуре в 25°С в нем может содержаться до 20 грамм. Есть формула рассчета относительной влажности воздуха

Также относительную влажность можно измерить в полевых условиях опытным путем с помощью двух термометров и психрометрической таблицы . Устанавливаете 2 термометра, на один накручиваете влажный бинт или ткань, смотрите показания и ищите пересечение показаний сухого и мокрого термометра по таблице.

По существу вопроса будет полезна таблица из которой можно узнать фактическое кол-во воды при различных температурах. Горизонталь показывает температуру, а первый столбец -значение абсолютной влажности воздуха — максимум воды в 1 куб. м воздуха. При увеличении насыщенности влагой воздуха (превышения значения)он превратится в туман. Если температура предмета ниже, чем температура воздуха, то этот туман превратится на этих предметах в конденсат (росу).

Посмотрите на таблицу и вычислите нужные вам значения.