- Удельная энтальпия пара
- Теплофизические свойства водяного пара: плотность, теплоемкость, теплопроводность
- Теплофизические свойства водяного пара при различных температурах на линии насыщения
- Теплопроводность водяного пара при различных температурах и давлениях
- Теплопроводность водяного пара при высоких температурах
- Как читать таблицы водяного пара
- Содержание:
- Таблицы насыщенного водяного пара
- Пример таблицы насыщенного пара
- Обозначения:
- Два формата: на основе давления и температуры
- Таблица насыщенного водяного пара, основанная на давлении
- Таблица насыщенного водяного пара, основанная на температуре
- Разные единицы измерения: избыточное и абсолютное давление
- Таблица насыщенного пара с абсолютным давлением
- Таблица насыщенного пара с избыточным давлением
- Перевести показатели избыточного давления в показатели абсолютного
- Для единиц СИ
- Сводная таблица
- Избыточное давление
- Абсолютное давление:
- Таблицы перенасыщенного пара
Удельная энтальпия пара
Пар, определяется по формуле
Расчеты систем парового отопления проводят, как уже сказано, по показателям сухого насыщенного пара, давлению которого всегда соответствует определенная температура.
Система парового отопления изобретена в Англии в середине XVIII в. Наибольшее распространение она получила в виде системы высокого давления в первой половине XIX в. С середины XIX в. стала применяться система низкого давления. В настоящее время паровое отопление используют ограниченно — в основном, когда технологический процесс связан с потреблением пара.
Пар для ведения технологического процесса подают, как правило, от внешних источников при сравнительно высоком давлении, В этих условиях для отопления используют «мятый» (отработавший) — снизивший давление после технологического оборудования, или редуцированный (с понижением давления) пар, предусматривая разомкнутые системы Замкнутые системы встречаются редко.
Паровое отопление основано на передаче в помещения скрытой теплоты парообразования, выделяющейся при конденсации насыщенного пара. Для отопления может быть использован перегретый пар, но специальное перегревание пара экономически не оправданно, так как дополнительно получаемое количество теплоты невелико (мала теплоемкость пара) сравнительно с тепловым эффектом фазового превращения пара в воду.
Удельная энтальпия сухого насыщенного пара iп кДж/кг, зависящая от давления, под которым находится
где iж — удельная энтальпия кипящей воды, полученная при нагревании 1кг воды от температуры замерзания (обычно от 0°С) до температуры кипения, кДж/кг; r — удельная теплота парообразования, полученная в результате превращения 1кг воды в пар при температуре кипения, кДж/кг.
Пример 16.1. Найдем по таблицам удельную энтальпию сухого насыщенного пара при избыточном (манометрическом) давлении 0,02МПа
iп = 439 + 2245 = 2684 кДж/кг.
В системе парового отопления применяются те же отопительные приборы, что и в системе водяного отопления. Вода, охлаждаясь в приборе, передает в современных расчетных условиях в отапливаемое помещение 84— 335 кДж/кг. Пар, конденсируясь в приборе, выделяет в расчете на 1кг значительно большее количество теплоты (по примеру 9.1 выделяется удельная теплота парообразования t=2245 кДж/кг). При превращении пара в воду температура его, как известно, не изменяется, т. е. температура конденсата должна быть равна температуре насыщенного пара (tк=tнас; в примере 9.1 tнас=105 °С). Объем пара уменьшается в среднем в 1000 раз: 1кг пара до превращения в 1 кг воды занимает объем около 1м 3 .
Если в отопительный прибор поступает расчетное количество пара и обеспечено свободное удаление конденсата, прибор целиком заполняется паром. Конденсат в виде пленки стекает по стенкам прибора вниз (рис. 16.1, а). Когда количество поступающего пара уменьшается, в нижней части прибора остается невытесненный воздух (рис. 16.1, б). Если же при этом еще затруднено удаление конденсата, то конденсат задерживается в приборе (рис.16, в) и, соприкасаясь с более холодными поверхностями, «переохлаждается», т. е. его температура становится ниже температуры пара (tк
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник статьи: http://studopedia.su/5_12742_udelnaya-entalpiya-para.html
Теплофизические свойства водяного пара: плотность, теплоемкость, теплопроводность
Теплофизические свойства водяного пара при различных температурах на линии насыщения
В таблице представлены теплофизические свойства водяного пара на линии насыщения в зависимости от температуры. Свойства пара приведены в таблице в интервале температуры от 0,01 до 370°С.
Каждой температуре соответствует давление, при котором водяной пар находится в состоянии насыщения. Например, при температуре водяного пара 200°С его давление составит величину 1,555 МПа или около 15,3 атм.
Удельная теплоемкость пара, теплопроводность и его динамическая вязкость увеличиваются по мере роста температуры. Также растет и плотность водяного пара. Водяной пар становится горячим, тяжелым и вязким, с высоким значением удельной теплоемкости, что положительно влияет на выбор пара в качестве теплоносителя в некоторых типах теплообменных аппаратов.
Например, по данным таблицы, удельная теплоемкость водяного пара Cp при температуре 20°С равна 1877 Дж/(кг·град), а при нагревании до 370°С теплоемкость пара увеличивается до значения 56520 Дж/(кг·град).
В таблице даны следующие теплофизические свойства водяного пара на линии насыщения:
- давление пара при указанной температуре p·10 -5 , Па;
- плотность пара ρ″, кг/м 3 ;
- удельная (массовая) энтальпия h″, кДж/кг;
- теплота парообразованияr, кДж/кг;
- удельная теплоемкость пара Cp, кДж/(кг·град);
- коэффициент теплопроводности λ·10 2 , Вт/(м·град);
- коэффициент температуропроводности a·10 6 , м 2 /с;
- вязкость динамическая μ·10 6 , Па·с;
- вязкость кинематическая ν·10 6 , м 2 /с;
- число Прандтля Pr.
Удельная теплота парообразования, энтальпия, коэффициент температуропроводности и кинематическая вязкость водяного пара при увеличении температуры снижаются. Динамическая вязкость и число Прандтля пара при этом увеличиваются.
Будьте внимательны! Теплопроводность в таблице указана в степени 10 2 . Не забудьте разделить на 100! Например, теплопроводность пара при температуре 100°С равна 0,02372 Вт/(м·град).
Теплопроводность водяного пара при различных температурах и давлениях
В таблице приведены значения теплопроводности воды и водяного пара при температурах от 0 до 700°С и давлении от 0,1 до 500 атм. Размерность теплопроводности Вт/(м·град).
Черта под значениями в таблице означает фазовый переход воды в пар, то есть цифры под чертой относятся к пару, а выше ее — к воде. По данным таблицы видно, что значение коэффициента теплопроводности воды и водяного пара увеличивается по мере роста давления.
Примечание: теплопроводность в таблице указана в степени 10 3 . Не забудьте разделить на 1000!
Теплопроводность водяного пара при высоких температурах
В таблице приведены значения теплопроводности диссоциированного водяного пара в размерности Вт/(м·град) при температурах от 1400 до 6000 K и давлении от 0,1 до 100 атм.
По данным таблицы, теплопроводность водяного пара при высоких температурах заметно увеличивается в области 3000…5000 К. При высоких значениях давления максимум коэффициента теплопроводности достигается при более высоких температурах.
Будьте внимательны! Теплопроводность в таблице указана в степени 10 3 . Не забудьте разделить на 1000!
Источник статьи: http://thermalinfo.ru/svojstva-gazov/neorganicheskie-gazy/teplofizicheskie-svojstva-teploprovodnost-vodyanogo-para-na-linii-nasyshheniya
Как читать таблицы водяного пара
Содержание:
Если вы едете по неизвестной местности, вам понадобится карта или навигатор, если вы летите на самолете, вам не обойтись без расписания полётов. Так и таблицы водяного пара необходимы всем пользователям в индустрии пара. В этой статье мы познакомимся с таблицами пара, рассмотрим их виды и немного поговорим о присутствующих в них элементах.
Таблицы насыщенного водяного пара
Таблицы насыщенного водяного пара — необходимый инструмент для любого инженера, работающего с паром. 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).
Данные таблиц насыщенного водяного пара всегда отображают информацию о конкретной точке насыщения известной как точка кипения. Это точка, в которой вода (жидкость) и пар (газ) могут сосуществовать при одинаковых температуре и давлении. Так как H2O может быть и в жидком, и в газообразном состоянии, нам будут необходимы две подборки данных: данные о насыщенной воде (жидкости), которые обычно обозначаются подстрочной буквой f, и данные о насыщенном паре (газе), которые обозначают подстрочной буквой g.
Пример таблицы насыщенного пара
Обозначения:
- P = Давление пара/воды
- T = Точка насыщения пара/воды (точка кипения)
- vf = Удельный объём насыщенной воды (жидкости)
- vg = Удельный объём насыщенного пара (газа)
- hf = Удельная энтальпия насыщенной воды (энергия, необходимая для подогрева воды от 0 °C до точки кипения)
- hfg = Скрытое тепло испарения (энергия, необходимая для трансформации насыщенной воды в насыщенный пар)
- hg = Удельная энтальпия насыщенного пара (энергия, необходимая для получения пара из воды с температурой 0 °C)
При нагреве обычно используется скрытое тепло испарения (Hfg). Как видно из таблицы, это скрытое тепло испарения будет выше при более низком давлении. По мере увеличения парового давления скрытое тепло постепенно снижается и достигает 0 при суперкритическом давлении, например, 22.06 МПа.
Два формата: на основе давления и температуры
Так как давление и температура насыщенного пара напрямую связаны друг с другом, таблицы пара обычно доступны в двух форматах: на основе давления и температуры. В обоих содержится одинаковая информация, но классифицирована она по-разному.
Таблица насыщенного водяного пара, основанная на давлении
| Давл. (изб.) | Темп. | Удельный объём | Удельная энтальпия | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| кПа изб. | °C | м 3 /кг | кДж/кг | |||
| P | T | Vf | Vg | Hf | Hfg | Hg |
| 0 | 99.97 | 0.0010434 | 1.673 | 419.0 | 2257 | 2676 |
| 20 | 105.10 | 0.0010475 | 1.414 | 440.6 | 2243 | 2684 |
| 50 | 111.61 | 0.0010529 | 1.150 | 468.2 | 2225 | 2694 |
| 100 | 120.42 | 0.0010607 | 0.8803 | 505.6 | 2201 | 2707 |
Таблица насыщенного водяного пара, основанная на температуре
| Темп. | Давл. (изб.) | Удельный объём | Удельная энтальпия | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| °C | кПа изб. | м 3 /кг | кДж/кг | |||
| T | P | Vf | Vg | Hf | Hfg | Hg |
| 100 | 0.093 | 0.0010435 | 1.672 | 419.1 | 2256 | 2676 |
| 110 | 42.051 | 0.0010516 | 1.209 | 461.4 | 2230 | 2691 |
| 120 | 97.340 | 0.0010603 | 0.8913 | 503.8 | 2202 | 2706 |
| 130 | 168.93 | 0.0010697 | 0.6681 | 546.4 | 2174 | 2720 |
| 140 | 260.18 | 0.0010798 | 0.5085 | 589.2 | 2144 | 2733 |
| 150 | 374.78 | 0.0010905 | 0.39250 | 632.3 | 2114 | 2746 |
Разные единицы измерения: избыточное и абсолютное давление
Таблицы насыщенного пара также используют два различных вида давления: абсолютное и манометрическое (избыточное).
- Абсолютное давление — это нулевая точка по отношению к абсолютному вакууму.
- Манометрическое давление — это нулевая точка по отношению к атмосферному давлению (101.3 кПа).
Таблица насыщенного пара с абсолютным давлением
| Давл. (абс.) | Темп. | Удельный объём | Удельная энтальпия | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| кПа | °C | м 3 /кг | кДж/кг | |||
| P | T | Vf | Vg | Hf | Hfg | Hg |
| 0 | — | — | — | — | — | — |
| 20 | 60.06 | 0.0010103 | 7.648 | 251.4 | 2358 | 2609 |
| 50 | 81.32 | 0.0010299 | 3.240 | 340.5 | 2305 | 2645 |
| 100 | 99.61 | 0.0010432 | 1.694 | 417.4 | 2258 | 2675 |
Таблица насыщенного пара с избыточным давлением
| Давл. (изб.) | Темп. | Удельный объём | Удельная энтальпия | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| кПа изб. | °C | м 3 /кг | кДж/кг | |||
| P | T | Vf | Vg | Hf | Hfg | Hg |
| 0 | 99.97 | 0.0010434 | 1.673 | 419.0 | 2257 | 2676 |
| 20 | 105.10 | 0.0010475 | 1.414 | 440.6 | 2243 | 2684 |
| 50 | 111.61 | 0.0010529 | 1.150 | 468.2 | 2225 | 2694 |
| 100 | 120.42 | 0.0010607 | 0.8803 | 505.6 | 2201 | 2707 |
Избыточное давление было придумано для простоты измерения давления по отношению к тому, которое мы обычно испытываем.
В таблицах пара, составленных на основе манометрического давления, атмосферное давление определяется как 0, а в таблицах с абсолютным давлением — 101.3 кПа. А для того чтобы отличать избыточное давление от абсолютного в конце добавляют «изб.», например, кПа изб. или фт/кв. дюйм изб..
Перевести показатели избыточного давления в показатели абсолютного
Для единиц СИ
Давление пара [кПа изб.] = Давление пара [кПа изб.] + 101.3 кПа
Важное замечание: Проблемы могут возникнуть в том случае, если перепутать абсолютное и манометрическое давление, именно поэтому надо быть особенно внимательными с единицами давления, указанными в таблице.
Сводная таблица
Избыточное давление
- Нулевая точка отсчёта при атмосферном давлении *
- Нулевое давление = Атмосферное давление
Абсолютное давление:
- Нулевая точка отсчёта при атмосферном давлении
- Нулевое давление = Абсолютный вакуум
Таблицы перенасыщенного пара
Информацию о перенасыщенном паре нельзя получить из обычных таблиц насыщенного пара, для этого существуют специальные таблицы перенасыщенного пара. Происходит это потому, что температура перенасыщенного пара в отличии от температуры насыщенного может существенно меняться при одном и том же давлении.
В действительности, количество возможных комбинаций температуры и давления настолько велико, что даже теоретически не представляется возможным собрать их в одной таблице. В результате для перегретого пара используется общая сводная таблица данных о температуре и давлении.
Источник статьи: http://www.tlv.com/global/RU/steam-theory/how-to-read-a-steam-table.html
