Sa artikulong ito, isasaalang-alang natin singaw ng tubig, na kung saan ay ang gas na estado ng tubig.

Ang estado ng gas ay tumutukoy sa tatlong pangunahing estado ng pagsasama-sama ng tubig na matatagpuan sa kalikasan sa ilalim ng mga natural na kondisyon. Ang isyung ito ay isinasaalang-alang nang detalyado sa materyal.

singaw ng tubig

Malinis singaw ng tubig walang kulay o lasa. Ang pinakamalaking akumulasyon ng singaw ay sinusunod sa troposphere.

Ang singaw ng tubig ay tubig na nakapaloob sa atmospera sa isang gas na estado. Malaki ang pagkakaiba-iba ng dami ng singaw ng tubig sa hangin; ang pinakamalaking nilalaman nito ay hanggang sa 4%. Ang singaw ng tubig ay hindi nakikita; ang tinatawag na singaw sa pang-araw-araw na buhay (singaw mula sa paghinga sa malamig na hangin, singaw mula sa kumukulong tubig, atbp.) ay ang resulta ng paghalay ng singaw ng tubig, tulad ng fog. Tinutukoy ng dami ng singaw ng tubig ang pinakamahalagang katangian para sa estado ng kapaligiran - kahalumigmigan ng hangin.

Heograpiya. Modernong may larawang encyclopedia. - M.: Rosman. Sa ilalim ng editorship ng prof. A.P. Gorkina. 2006.

Paano nabuo ang singaw ng tubig

Tubig singaw nabuo bilang isang resulta ng singaw. Nagaganap ang singaw bilang resulta ng dalawang proseso - pagsingaw o pagkulo. Sa panahon ng pagsingaw, ang singaw ay nabuo lamang sa ibabaw ng sangkap, habang kumukulo, ang singaw ay nabuo sa buong dami ng likido, na pinatunayan ng mga bula na aktibong tumataas sa panahon ng proseso ng pagkulo. Ang kumukulong tubig ay nangyayari sa mga temperatura na nakadepende sa kemikal na komposisyon ng may tubig na solusyon at atmospheric pressure, ang kumukulo na punto ay nananatiling hindi nagbabago sa buong proseso. Singaw, na nagreresulta mula sa pagkulo, ay tinatawag na saturated. Busog singaw sa turn ay nahahati sa saturated dry at saturated wet steam. Busog basang singaw ay binubuo ng mga nasuspinde na patak ng tubig, ang temperatura kung saan ay nasa antas ng pagkulo, at, nang naaayon, ang singaw mismo, at puspos tuyong singaw ay hindi naglalaman ng mga patak ng tubig.

Mayroon ding "superheated steam", na nabuo sa pamamagitan ng karagdagang pag-init ng wet steam, ang ganitong uri ng singaw ay may mas mataas na temperatura at mas mababang density.

Ang singaw ng tubig ay isang kailangang-kailangan na elemento ng isang mahalagang proseso para sa ating planeta bilang.

Patuloy kaming nakatagpo ng singaw sa pang-araw-araw na buhay, lumilitaw - sa itaas ng spout ng takure kapag kumukulo ang tubig, kapag namamalantsa, kapag bumibisita sa paliguan ... Gayunpaman, huwag kalimutan na, tulad ng nabanggit namin sa itaas, malinis singaw ng tubig walang kulay o lasa. Dahil sa mga pisikal na katangian at katangian nito, matagal nang natagpuan ng singaw ang praktikal na aplikasyon nito sa aktibidad ng ekonomiya ng tao. At hindi lamang sa pang-araw-araw na buhay, kundi pati na rin sa paglutas ng malalaking pandaigdigang problema. Sa mahabang panahon, ang singaw ang naging pangunahing puwersang nagtutulak sa likod ng pag-unlad, kapwa literal at matalinghaga. Ginamit ito bilang gumaganang katawan ng mga makina ng singaw, ang pinakasikat sa mga ito ay ang steam locomotive.

Paggamit ng singaw ng tao

Ang singaw ay malawakang ginagamit sa mga pangangailangan sa sambahayan at pang-industriya:

• para sa mga layunin ng kalinisan;
• para sa mga layuning panggamot;
• upang patayin ang apoy;
• ang mga thermal properties ng steam ay ginagamit (steam bilang heat carrier) - steam boiler; mga dyaket ng singaw (mga autoclave at reaktor); pagpainit ng mga materyales na "nagyeyelo"; mga palitan ng init; sistema ng pag-init; steaming ng mga kongkretong produkto; sa isang espesyal na uri ng mga heat exchanger ...;
• gamitin ang pagbabago ng enerhiya ng singaw sa paggalaw - mga makina ng singaw ...;
• isterilisasyon at pagdidisimpekta - industriya ng pagkain, agrikultura, gamot ...;
• singaw bilang isang humidifier - sa paggawa ng mga produktong reinforced kongkreto; playwud; sa industriya ng pagkain; sa industriya ng kemikal at pabango; sa mga industriya ng woodworking; sa produksyon ng agrikultura ...;

Summing up, tandaan namin na, sa kabila ng lahat ng "invisibility" nito, ang singaw ng tubig ay hindi lamang isang mahalagang elemento ng pandaigdigang ecosystem ng Earth, ngunit isang napaka-kapaki-pakinabang na sangkap para sa mga aktibidad sa ekonomiya at ekonomiya ng tao.

Paksa 2. Mga Batayan ng heat engineering.

Inhinyero ng init ay isang agham na nag-aaral ng mga paraan ng pagkuha, pagbabago, paglilipat at paggamit ng init. Ang thermal energy ay nakukuha sa pamamagitan ng pagsunog ng mga organic substance na tinatawag na fuels.

Ang mga pangunahing kaalaman sa heat engineering ay:

1. Thermodynamics - isang agham na nag-aaral ng conversion ng enerhiya ng init sa iba pang uri ng enerhiya (halimbawa: thermal energy sa mekanikal, kemikal, atbp.)

2. Heat transfer - pinag-aaralan ang paglipat ng init sa pagitan ng dalawang heat carrier sa pamamagitan ng heating surface.

Ang gumaganang likido ay isang coolant (singaw o mainit na tubig), na may kakayahang maglipat ng init.

Sa boiler room, ang heat carrier (working fluid) ay mainit na tubig at singaw ng tubig na may temperatura na 150 ° C o singaw ng tubig kasama temperatura hanggang 250°C. Ang mainit na tubig ay ginagamit para sa pagpainit ng mga tirahan at pampublikong gusali, ito ay dahil sa sanitary at hygienic na kondisyon, ang posibilidad na madaling baguhin ang temperatura nito depende sa temperatura sa labas. Ang tubig ay may malaking density kumpara sa singaw, na nagbibigay-daan sa isang malaking halaga ng init na mailipat sa malalayong distansya na may maliit na dami ng coolant. Ang tubig ay ibinibigay sa sistema ng pag-init ng mga gusali sa temperatura na hindi hihigit sa 95 ° C upang maiwasan ang pagsunog ng alikabok sa mga kagamitan sa pag-init at pagkasunog mula sa mga sistema ng pag-init. Ang singaw ay ginagamit para sa pagpainit ng mga gusaling pang-industriya at sa mga sistemang pang-industriya at teknolohikal.

Mga parameter ng gumaganang katawan

Ang coolant, na tumatanggap o nagbibigay ng thermal energy, ay nagbabago sa estado nito.

Halimbawa: Ang tubig sa isang steam boiler ay umiinit, nagiging singaw, na may isang tiyak na temperatura at presyon. Ang singaw ay pumapasok sa steam-water heater, lumalamig mismo, at nagiging condensate. Ang temperatura ng pinainit na tubig ay tumataas, ang temperatura ng singaw at condensate ay bumababa.

Ang pangunahing mga parameter ng gumaganang likido ay temperatura, presyon, tiyak na dami, density.

t, P- ay tinutukoy ng mga instrumento: pressure gauge, thermometer.

Ang partikular na volume at density ay isang kinakalkula na halaga.

1. Tiyak na dami- ang volume na inookupahan ng isang unit mass ng isang substance sa

0°С at presyon ng atmospera 760 mm Hg. (sa ilalim ng normal na kondisyon)

kung saan: V- volume (m 3); m ay ang masa ng sangkap (kg); karaniwang kondisyon: R=760mm R.st. t=20 o C

2. Densidad ay ang ratio ng mass ng isang substance sa volume nito. Ang bawat sangkap ay may sariling density:

Sa pagsasagawa, ginagamit ang kamag-anak na density - ang ratio ng density ng isang naibigay na gas sa density ng isang karaniwang sangkap (hangin) sa ilalim ng normal na mga kondisyon (t ° \u003d 0 ° С: 760 mm Hg)

Sa pamamagitan ng paghahambing ng density ng hangin sa density ng methane, matutukoy natin kung saan magsa-sample ng methane.

nakukuha natin

ang gas ay mas magaan kaysa sa hangin, na nangangahulugan na pinupuno nito ang itaas na bahagi ng anumang dami, ang sample ay kinuha mula sa itaas na bahagi ng hurno ng boiler, well, mga silid, mga silid. Ang mga gas analyzer ay naka-install sa itaas na bahagi ng lugar.

(ang langis ng gasolina ay mas magaan, sumasakop sa itaas na bahagi)

Ang density ng carbon monoxide ay halos kapareho ng sa hangin, kaya ang sample ng carbon monoxide ay kinukuha ng 1.5 metro mula sa sahig.

3. Presyon ay ang puwersa na kumikilos sa bawat yunit na lugar ng ibabaw.

Ang puwersa ng presyon ay katumbas ng 1 H, pantay na ipinamamahagi sa ibabaw ng 1m 2 ay kinuha bilang isang yunit ng presyon at katumbas ng 1Pa (N/m2) sa SI system (ngayon sa mga paaralan, sa mga libro ang lahat ay napupunta sa Pa, ang mga aparato ay naging Pa).

Ang halaga ng Pa ay maliit sa halaga, halimbawa: kung kukuha tayo ng 1 kg ng tubig at ibuhos ito sa 1 metro, makakakuha tayo ng 1 mm.w.st. , samakatuwid, ang mga multiplier at prefix ay ipinakilala - MPa, KPa ...

Sa engineering, mas malalaking yunit ng pagsukat ang ginagamit

1kPa \u003d 10 3 Pa; 1MPa=10 b Pa; 1GPa=10 9 Pa.

Panlabas na Mga Yunit ng Presyon kgf / m 2; kgf / cm 2; mm.v.st; mm.r.st.

1 kgf / m 2 = 1 mm.v st \u003d 9.8 Pa

1 kgf / cm 2 = 9.8. 10 4 Pa ​​​​~ 10 5 Pa = 10 4 kgf / m 2

Ang presyon ay kadalasang sinusukat sa pisikal at teknikal na kapaligiran.

pisikal na kapaligiran- ang average na presyon ng hangin sa atmospera sa antas ng dagat sa n.o.

1atm = 1.01325. 10 5 Pa = 760 mm Hg = 10.33 m aq. st \u003d 1.0330 mm in. Art. \u003d 1.033 kgf / cm 2.

Teknikal na kapaligiran- Ang presyon na dulot ng puwersa na 1 kgf ay pantay na ipinamahagi sa ibabaw ng normal na ibabaw nito na may sukat na 1 cm 2.

1 sa \u003d 735 mm Hg. Art. = 10 m.v. Art. = 10.000 mm in. Art. \u003d \u003d 0.1 MPa \u003d 1 kgf / cm 2

1 mm sa. Art. - isang puwersa na katumbas ng hydrostatic pressure ng isang column ng tubig 1 mm sa isang patag na base 1 mm sa. st \u003d 9.8 Pa.

1 mm. rt. st - isang puwersa na katumbas ng hydrostatic pressure ng isang haligi ng mercury na may taas na 1 mm sa isang patag na base. isa mm rt. Art. = 13.6 mm. sa. Art.

Sa mga teknikal na katangian ng mga bomba, ang terminong ulo ay ginagamit sa halip na presyon. Ang yunit ng presyon ay m. ng tubig. Art. Halimbawa: Ang presyon na nilikha ng bomba ay 50 m tubig. Art. ibig sabihin kaya niyang magbuhat ng tubig sa taas na 50 m.

Mga uri ng presyon: labis, vacuum (vacuum, thrust), ganap, atmospera .

Kung ang arrow ay lumihis sa gilid na mas malaki kaysa sa zero, kung gayon ito ay labis na presyon, sa ibabang bahagi - vacuum.

Ganap na presyon:

R abs \u003d R ho + R atm

R abs \u003d R vac + R atm

R abs \u003d R atm -R razr

kung saan: R atm \u003d 1 kgf / cm 2

Presyon ng atmospera- average na presyon ng hangin sa atmospera sa antas ng dagat sa t° = 0°C at normal na atmospera R=760 mm. rt. Art.

Overpressure- presyon sa itaas ng atmospera (sa isang saradong dami). Sa mga boiler house, ang tubig, singaw sa mga boiler at pipeline ay nasa ilalim ng labis na presyon. R izb. sinusukat gamit ang mga manometer.

Vacuum (Vacuum)- ang presyon sa mga saradong volume ay mas mababa kaysa sa atmospheric pressure (vacuum). Ang mga furnace at chimney ng mga boiler ay nasa ilalim ng vacuum. Ang vacuum ay sinusukat sa pamamagitan ng draft gauge.

Ganap na presyon- labis na presyon o rarefaction, isinasaalang-alang ang presyon ng atmospera.

Sa pamamagitan ng appointment, ang presyon ay:

isa). Channel - ang pinakamataas na presyon sa t=20 o С

2). Paggawa - ang maximum na labis na presyon sa boiler, na nagsisiguro ng pangmatagalang operasyon ng boiler sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng operating (ipinahiwatig sa mga tagubilin sa produksyon).

3). Pinapayagan - ang pinakamataas na pinapahintulutang presyon na itinatag ng mga resulta ng isang teknikal na pagsusuri o isang pagkalkula ng kontrol para sa lakas.

4). Kinakalkula - ang pinakamataas na overpressure kung saan kinakalkula ang lakas ng mga elemento ng boiler.

5). R test - overpressure kung saan ang mga haydroliko na pagsusuri ng mga elemento ng boiler ay isinasagawa para sa lakas at density (isa sa mga uri ng teknikal na pagsusuri).

4. Temperatura- ito ang antas ng pag-init ng katawan, na sinusukat sa mga degree. Tinutukoy ang direksyon ng kusang paglipat ng init mula sa mas mainit patungo sa mas malamig na katawan.

Magaganap ang paglipat ng init hanggang sa maging pantay ang mga temperatura, ibig sabihin, mangyari ang equilibrium ng temperatura.

Dalawang kaliskis ang ginagamit: internasyonal - Kelvin at praktikal na Celsius t ° С.

Ang zero sa sukat na ito ay ang natutunaw na punto ng yelo, at isang daang digri ang kumukulo ng tubig sa atm. presyon (760 mm rt. Art.).

Para sa reference point sa Kelvin thermodynamic temperature scale, absolute zero ang ginagamit (ang pinakamababang theoretically possible temperature kung saan walang paggalaw ng mga molecule). Tinutukoy T.

Ang 1 Kelvin ay katumbas ng magnitude sa 1° Celsius

Ang temperatura ng pagkatunaw ng yelo ay 273K. Ang kumukulo na punto ng tubig ay 373K

T=t+273; t=T-273

Ang punto ng kumukulo ay depende sa presyon.

Halimbawa, Sa R ab c \u003d 1,7 kgf / cm 2. Ang tubig ay kumukulo sa t = 115°C.

5. init - enerhiya na maaaring ilipat mula sa isang mas mainit na katawan patungo sa isang mas malamig.

Ang yunit ng SI para sa init at enerhiya ay ang Joule (J). Ang off-system unit ng init ay ang calorie ( cal.).

1 cal.- ang dami ng init na kinakailangan upang magpainit ng 1 g ng H 2 O ng 1 ° C sa

P = 760 mm. Hg

1 cal.=4.19J

6. Kapasidad ng init – kakayahan ng katawan na sumipsip ng init . Upang mapainit ang dalawang magkaibang sangkap na may parehong masa sa parehong temperatura, dapat gamitin ang magkaibang halaga ng init.

Ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig - ang dami ng init na dapat iulat ng isang yunit ng isang sangkap upang mapataas ang t nito ng 1 ° C, ay katumbas ng 1 kcal/kg deg.

Mga paraan ng paglipat ng init.

Mayroong tatlong uri ng paglipat ng init:

1.thermal conductivity;

2.radiation (radiation);

3.kombeksyon.

Thermal conductivity-

Ang paglipat ng init dahil sa thermal motion ng mga molecule, atoms at free electron.

Ang bawat sangkap ay may sariling thermal conductivity, depende ito sa komposisyon ng kemikal, istraktura, kahalumigmigan na nilalaman ng materyal.

Ang quantitative na katangian ng thermal conductivity ay ang koepisyent ng thermal conductivity, ito ang dami ng init na inilipat sa pamamagitan ng isang unit ng heating surface bawat unit ng oras na may pagkakaiba. t sa o C at kapal ng pader na 1 metro.

Coefficient ng thermal conductivity ( ):

Copper = 330 kcal . mm 2. h . granizo

Cast iron = 5 4 kcal . mm 2. h . granizo

Bakal =39 kcal . mm 2. h . granizo

Makikita na: ang mga metal ay may mahusay na thermal conductivity, ang tanso ay pinakamahusay.

Asbestos \u003d 0.15 kcal . mm 2. h . granizo

Soot \u003d 0.05-0, kcal . mm 2. h . granizo

Scale \u003d 0.07-2 kcal . mm 2. h . granizo

Hangin =0.02 kcal . mm 2. h . granizo

Mahina ang pag-uugali ng init na buhaghag na mga katawan (asbestos, soot, scale).

Uling pinipigilan ang paglipat ng init mula sa mga gas ng tambutso patungo sa dingding ng boiler (nagsasagawa ng init ng 100 beses na mas masahol kaysa sa bakal), na humahantong sa labis na pagkonsumo ng gasolina, isang pagbawas sa paggawa ng singaw o mainit na tubig. Sa pagkakaroon ng soot, ang temperatura ng mga flue gas ay tumataas. Ang lahat ng ito ay humantong sa isang pagbawas sa kahusayan ng boiler. Sa panahon ng pagpapatakbo ng boiler oras-oras ayon sa mga instrumento (logometer) t ang mga flue gas ay kinokontrol, ang mga halaga ng kung saan ay ipinahiwatig sa mapa ng rehimen boiler. Kung tumaas ang t flue gas, ang ibabaw ng pag-init ay hinipan.

Iskala ay nabuo sa loob ng mga tubo (ito ay nagsasagawa ng init ng 30-50 beses na mas masahol kaysa sa bakal), at sa gayon ay binabawasan ang paglipat ng init mula sa boiler wall patungo sa tubig, bilang isang resulta, ang mga dingding ay nag-overheat, nagpapangit, at sumabog (pagkasira ng mga tubo ng boiler). Ang scale ay nagsasagawa ng init ng 30-50 beses na mas masahol kaysa sa bakal

Convection -

Paglipat ng init sa pamamagitan ng paghahalo o paglipat ng mga particle sa pagitan ng kanilang mga sarili (katangian lamang para sa mga likido at gas). Pagkilala sa pagitan ng natural at sapilitang convection.

natural na kombeksyon- libreng paggalaw ng mga likido o gas dahil sa pagkakaiba sa densidad ng hindi pantay na pag-init ng mga layer.

sapilitang kombeksyon- sapilitang paggalaw ng likido o mga gas dahil sa pressure o rarefaction na likha ng mga pump, smoke exhausters at fan.

Mga paraan upang madagdagan ang convective heat transfer:

§ Pagtaas ng rate ng daloy;

§ Turbulisasyon (pag-inog);

§ Pagtaas ng heating surface (dahil sa pag-install ng ribs);

§ Pagtaas ng pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng heating at heated media;

§ Countercurrent na paggalaw ng media (countercurrent).

Pagpapalabas (radiation) -

Ang pagpapalitan ng init sa pagitan ng mga katawan na matatagpuan sa isang distansya mula sa bawat isa dahil sa nagliliwanag na enerhiya, ang mga carrier na kung saan ay mga electromagnetic oscillations: mayroong isang pagbabagong-anyo ng thermal energy sa nagliliwanag na enerhiya at vice versa, mula sa nagliliwanag na enerhiya hanggang sa thermal energy.

Ang radiation ay ang pinaka-epektibong paraan ng paglipat ng init, lalo na kung ang katawan na pinag-aaralan ay may mataas na temperatura, at ang mga sinag ay nakadirekta patayo sa pinainit na ibabaw.

Upang mapabuti ang paglipat ng init sa pamamagitan ng radiation sa mga hurno ng mga boiler, ang mga espesyal na puwang ay inilatag mula sa mga refractory na materyales, na parehong mga heat emitters at combustion stabilizer.

Ang heating surface ng boiler ay isang ibabaw kung saan, sa isang banda, ito ay hugasan ng mga gas, at sa kabilang banda, sa pamamagitan ng tubig.

Tinalakay sa itaas 3 uri ng pagpapalitan ng init bihira sa purong anyo. Halos isang uri ng paglipat ng init ay sinamahan ng isa pa. Ang lahat ng tatlong uri ng paglipat ng init ay naroroon sa boiler, na tinatawag na kumplikadong paglipat ng init.

Sa boiler furnace:

A) mula sa apoy ng burner hanggang sa panlabas na ibabaw ng mga tubo ng boiler - sa pamamagitan ng radiation.

B) mula sa nagresultang mga flue gas hanggang sa dingding - convection

C) mula sa panlabas na ibabaw ng dingding ng tubo hanggang sa panloob - thermal conductivity.

D) mula sa panloob na ibabaw ng dingding ng tubo hanggang sa tubig, sirkulasyon sa ibabaw - kombeksyon.

Ang paglipat ng init mula sa isang daluyan patungo sa isa pa sa pamamagitan ng isang naghihiwalay na pader ay tinatawag na paglipat ng init.

Tubig, singaw ng tubig at mga katangian nito

Ang tubig ay ang pinakasimpleng compound ng kemikal ng hydrogen at oxygen na matatag sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang pinakamataas na density ng tubig ay 1000 kg / m 3 sa t \u003d 4 ° C.

Ang tubig, tulad ng anumang likido, ay napapailalim sa mga batas ng haydroliko. Ito ay halos hindi pag-urong, samakatuwid ito ay may kakayahang ilipat ang presyon na ibinibigay dito sa lahat ng direksyon na may parehong puwersa. Kung ang ilang mga sisidlan ng iba't ibang mga hugis ay konektado sa bawat isa, kung gayon ang antas ng tubig ay magiging pareho sa lahat ng dako (ang batas ng pakikipag-usap sa mga sisidlan).

Katulad na impormasyon.

singaw ng tubig - working fluid sa mga steam turbine, steam engine, nuclear power plant, coolant sa iba't ibang heat exchanger.

Singaw - isang gas na katawan sa isang estado na malapit sa isang kumukulong likido.

pagsingaw - ang proseso ng pagbabago ng isang sangkap mula sa isang likidong estado sa isang estado ng singaw.

Pagsingaw - singaw, na palaging nangyayari sa anumang temperatura mula sa ibabaw ng likido.

Sa isang tiyak na temperatura, depende sa likas na katangian ng likido at ang presyon kung saan ito matatagpuan, ang singaw ay nangyayari sa buong masa ng likido. Ang prosesong ito ay tinatawag kumukulo .

Ang reverse process ng vaporization ay tinatawag paghalay . Ang condensation, tulad ng vaporization, ay nagpapatuloy sa pare-parehong temperatura.

Ang proseso kung saan ang isang solid ay direktang nagbabago sa singaw ay tinatawag pangingimbabaw . Ang kabaligtaran na proseso ng paglipat ng singaw sa isang solidong estado ay tinatawag desublimation .

Kapag ang isang likido ay sumingaw sa isang nakakulong na espasyo (sa mga steam boiler), ang kabaligtaran na kababalaghan ay nangyayari nang sabay-sabay - steam condensation. Kung ang rate ng condensation ay magiging katumbas ng rate ng evaporation, pagkatapos ay dynamic equilibrium set in. Ang singaw sa kasong ito ay may pinakamataas na density at tinatawag mayaman lantsa .

Kung ang temperatura ng singaw ay mas mataas kaysa sa temperatura ng puspos na singaw ng parehong presyon, kung gayon ang naturang singaw ay tinatawag sobrang init .

Ang pagkakaiba sa pagitan ng temperatura ng superheated steam at ang temperatura ng saturated steam sa parehong presyon ay tinatawag antas ng sobrang pag-init .

Dahil ang tiyak na dami ng superheated na singaw ay mas malaki kaysa sa tiyak na dami ng saturated steam, ang density ng superheated na singaw ay mas mababa kaysa sa density ng saturated steam. Samakatuwid, ang sobrang init na singaw ay hindi puspos.

Sa sandali ng pagsingaw ng huling patak ng likido sa isang limitadong espasyo nang hindi nagbabago ang temperatura at presyon (iyon ay, kapag ang likido ay huminto sa pagsingaw), isang tuyong puspos singaw . Ang estado ng naturang singaw ay tinutukoy ng isang parameter - presyon.

Ang mekanikal na pinaghalong tuyo at maliliit na patak ng likido ay tinatawag basa lantsa .

Mass fraction ng dry steam sa wet steam - antas ng pagkatuyo X:

x=m cn /m vp , (6.7)

saan m cn- masa ng tuyong singaw sa basa; m vp ay ang masa ng basang singaw.

Mass fraction sa mga likido sa basang singaw - degree kahalumigmigan :

sa= 1–x = 1–m cn /m vp = (m vp –m cn)/m vp . (6.8)

6.4. Mga Katangian ng Moist Air

Ang hangin sa atmospera, pangunahin na binubuo ng oxygen, nitrogen, carbon dioxide, ay palaging naglalaman ng ilang singaw ng tubig.

Ang pinaghalong tuyong hangin at singaw ng tubig ay tinatawag basa hangin . Ang mahalumigmig na hangin sa isang partikular na presyon at temperatura ay maaaring maglaman ng iba't ibang dami ng singaw ng tubig.

Ang pinaghalong tuyong hangin at saturated water vapor ay tinatawag basang basa hangin . Sa kasong ito, ang pinakamataas na posibleng dami ng singaw ng tubig para sa isang naibigay na temperatura ay nasa basa-basa na hangin. Habang lumalamig ang hanging ito, ang singaw ng tubig ay magpapalapot. Ang bahagyang presyon ng singaw ng tubig sa pinaghalong ito ay katumbas ng presyon ng saturation sa isang naibigay na temperatura.

Kung ang basa-basa na hangin ay naglalaman ng singaw ng tubig sa isang sobrang init na estado sa isang naibigay na temperatura, kung gayon ito ay tinatawag hindi puspos . Dahil hindi ito naglalaman ng pinakamataas na posibleng dami ng singaw ng tubig para sa isang naibigay na temperatura, ito ay may kakayahang magbasa-basa pa. Ang hangin na ito ay ginagamit bilang ahente ng pagpapatuyo sa iba't ibang mga dryer.

Ayon sa batas ni Dalton, pressure R ang moist air ay ang kabuuan ng mga partial pressures ng dry air R sa at singaw ng tubig R P :

p = p sa + p P . (6.9)

Pinakamataas na halaga p P sa isang naibigay na temperatura ng mahalumigmig na hangin ay ang presyon ng puspos na singaw ng tubig p n .

Upang mahanap ang bahagyang presyon ng singaw, isang espesyal na aparato ang ginagamit - hygrometer . Ang aparatong ito ay ginagamit upang matukoy punto ng hamog , iyon ay, ang temperatura t p kung saan ang hangin ay dapat na palamig sa pare-pareho ang presyon upang maging puspos.

Ang pag-alam sa punto ng hamog, posibleng matukoy ang bahagyang presyon ng singaw sa hangin mula sa mga talahanayan bilang saturation pressure p n naaayon sa punto ng hamog t p .

Ganap kahalumigmigan Ang hangin ay tinatawag na dami ng singaw ng tubig sa 1 m 3 ng basa-basa na hangin. Ang ganap na kahalumigmigan ay katumbas ng density ng singaw sa bahagyang presyon at temperatura ng hangin nito t n .

Ang ratio ng absolute humidity ng unsaturated air sa isang naibigay na temperatura sa absolute humidity ng saturated air sa parehong temperatura ay tinatawag kamag-anak kahalumigmigan hangin

φ=s P /kasama n o φ= (kasama P /kasama n) 100%, (6.10)

Para sa tuyong hangin φ =0, para sa unsaturated φ <1, для насыщенного φ =1 (100%).

Isinasaalang-alang ang singaw ng tubig bilang isang perpektong gas, ayon sa batas ng Boyle-Mariotte, ang ratio ng mga densidad ay maaaring mapalitan ng ratio ng mga presyon. Pagkatapos:

φ=ρ P /ρ n o φ= p P / p n·100%. (6.11)

Ang density ng basa-basa na hangin ay binubuo ng mga masa ng tuyong hangin at singaw ng tubig na nasa 1 m 3 ng volume:

ρ=ρ sa +ρ P = p sa / (R sa T)+φ/ v′′ . (6.12)

Ang molekular na timbang ng basa-basa na hangin ay tinutukoy ng formula:

μ =28,95–10,934φ∙ p n / p . (6.13)

Mga halaga p n at v′′ sa temperatura ng hangin t kinuha mula sa talahanayan ng singaw ng tubig, φ - ayon sa psychrometer, p- sa pamamagitan ng barometer.

Nilalaman ng kahalumigmigan ay ang ratio ng masa ng singaw sa masa ng tuyong hangin:

d=M P /M sa , (6.14)

saan M P , M sa- masa ng singaw at tuyong hangin sa mamasa-masa na hangin.

Relasyon sa pagitan ng moisture content at relative humidity:

d=0,622φ· p n ·/( p - φ· p n). (6.15)

Continue ng hangin sa hangin:

R=8314/μ =8314/(28.95–10.934 μ· p n / p). (6.16)

Ang sumusunod na formula ay wasto din:

R = (287+462d)/(1+d).

Ang dami ng basa-basa na hangin sa bawat 1 kg ng tuyong hangin:

V ow.v = R T/p. (6.17)

Tiyak na dami ng basa-basa na hangin:

v=V ow.v /(1+d). (6.17a)

Tukoy na mass heat capacity ng steam-air mixture:

kasama cm = kasama sa +d s P . (6.18)

Para sa kalikasan sa paligid natin, ang singaw ng tubig ay napakahalaga. Ito ay naroroon sa kapaligiran, ginagamit sa teknolohiya, at nagsisilbing mahalagang bahagi ng proseso ng pinagmulan at pag-unlad ng buhay sa Earth.

Sinasabi ng mga aklat-aralin sa pisika na ang singaw ng tubig ay ang mapapansin ng lahat sa pamamagitan ng paglalagay ng takure sa apoy. Pagkaraan ng ilang sandali, isang jet ng singaw ang nagsimulang tumakas mula sa pumutok nito. Ang kababalaghan na ito ay dahil sa ang katunayan na ang tubig ay maaaring magkakaiba, tulad ng tinukoy ng mga physicist, mga estado ng pagsasama-sama - puno ng gas, solid, likido. Ang ganitong mga katangian ng tubig ay nagpapaliwanag ng lahat-lahat na presensya nito sa Earth. Sa ibabaw - sa isang likido at solidong estado, sa kapaligiran - sa isang gas na estado.

Ang pag-aari ng tubig at ang sunud-sunod na paglipat nito sa iba't ibang estado ay nilikha sa kalikasan. Ang likido ay sumingaw mula sa ibabaw, tumataas sa kapaligiran, dinadala sa ibang lugar sa anyo ng singaw ng tubig at bumagsak doon bilang ulan, na nagbibigay ng kinakailangang kahalumigmigan sa mga bagong lugar.

Sa katunayan, isang uri ng steam engine ang gumagana, ang pinagmumulan ng enerhiya kung saan ay ang Araw. Sa mga prosesong isinasaalang-alang, ang singaw ng tubig ay nagpapainit din sa planeta dahil sa pagmuni-muni nito ng thermal radiation ng Earth pabalik sa ibabaw, na nagiging sanhi ng greenhouse effect. Kung hindi para sa ganitong uri ng "unan", kung gayon ang temperatura sa ibabaw ng planeta ay magiging 20 ° C na mas mababa.

Bilang kumpirmasyon sa itaas, maaari nating alalahanin ang maaraw na araw sa taglamig at tag-araw. Sa mainit na panahon, ito ay mataas, at ang kapaligiran, tulad ng sa isang greenhouse, ay nagpapainit sa Earth, habang sa taglamig, sa maaraw na panahon, kung minsan ang pinakamahalagang sipon ay nangyayari.

Tulad ng lahat ng mga gas, ang singaw ng tubig ay may ilang mga katangian. Ang isa sa mga parameter na tumutukoy sa mga ito ay ang density ng singaw ng tubig. Sa pamamagitan ng kahulugan, ito ang dami ng singaw ng tubig na nakapaloob sa isang metro kubiko ng hangin. Sa katunayan, ito ay kung paano tinukoy ang huli.

Ang dami ng tubig sa hangin ay patuloy na nagbabago. Depende ito sa temperatura, presyon, lupain. Ang nilalaman ng kahalumigmigan sa kapaligiran ay isang napakahalagang parameter para sa buhay, at ito ay patuloy na sinusubaybayan, kung saan ginagamit ang mga espesyal na aparato - isang hygrometer at isang psychrometer.

Ang pagbabago sa halumigmig ay sanhi ng katotohanan na ang nilalaman ng tubig sa nakapalibot na espasyo ay nagbabago dahil sa mga proseso ng pagsingaw at paghalay. Ang condensation ay ang kabaligtaran ng pagsingaw, sa kasong ito, ang singaw ay nagsisimulang maging isang likido, at ito ay bumagsak sa ibabaw.

Sa kasong ito, depende sa temperatura ng kapaligiran, fog, hamog, hamog na nagyelo, yelo ay maaaring mabuo.

Kapag ang mainit na hangin, tubig, ay nakipag-ugnayan sa malamig na lupa, nabubuo ang hamog. Sa taglamig, sa mababang temperatura, bubuo ang hamog na nagyelo.

Ang isang bahagyang naiibang epekto ay nangyayari kapag ang malamig na hangin ay pumasok, o ang hangin na pinainit sa araw ay nagsimulang lumamig. Sa kasong ito, nabuo ang fog.

Kung ang temperatura ng ibabaw kung saan ang singaw ay namumuo ay negatibo, kung gayon ang yelo ay nangyayari.

Kaya, maraming mga natural na phenomena, tulad ng fog, hamog, hoarfrost, yelo, ang utang ng kanilang pagbuo sa singaw ng tubig na nasa atmospera.

Sa pagsasaalang-alang na ito, ito ay nagkakahalaga ng pagbanggit sa pagbuo ng mga ulap, na kung saan ay din ang pinaka direktang kasangkot sa pagbuo ng panahon. Ang tubig, na sumingaw mula sa ibabaw at nagiging singaw ng tubig, ay tumataas. Sa pag-abot sa taas kung saan nagsisimula ang condensation, ito ay nagiging likido, at nabubuo ang mga ulap. Maaaring may iba't ibang uri ang mga ito, ngunit sa liwanag ng isyung kinakaharap, mahalagang kasangkot sila sa paglikha ng greenhouse effect at pagdadala ng moisture sa mga bagong lugar.

Ang ipinakita na materyal ay nagpapakita kung ano ang singaw ng tubig, inilalarawan ang epekto nito sa mga proseso ng buhay na nagaganap sa Earth.

Ang singaw ng tubig ay ginawa sa mga steam boiler sa pare-pareho ang presyon at pare-pareho ang temperatura. Una, ang tubig ay pinainit sa punto ng kumukulo (ito ay nananatiling pare-pareho) o temperatura ng saturation. . Sa karagdagang pag-init, ang kumukulong tubig ay nagiging singaw at ang temperatura nito ay nananatiling pare-pareho hanggang sa ganap na sumingaw ang tubig. Ang pagkulo ay ang proseso ng pagsingaw sa buong dami ng isang likido. Pagsingaw - singaw mula sa ibabaw ng likido.

Ang paglipat ng isang sangkap mula sa isang likidong estado patungo sa isang gas na estado ay tinatawag pagsingaw , at mula sa isang gas na estado hanggang sa isang likido paghalay . Ang dami ng init na dapat ibigay sa tubig upang mabago ito mula sa isang likidong estado patungo sa isang estado ng singaw sa puntong kumukulo nito ay tinatawag init ng pagsingaw .

Dami ng init na kailangan para sa pagpainit 1 kg tubig kada 1 0 C ay tinatawag kapasidad ng init ng tubig . = 1 kcal/kg. deg.

Ang kumukulo na punto ng tubig ay nakasalalay sa presyon (may mga espesyal na talahanayan):

R abs = 1 kgf / cm 2 = 1 atm, t k \u003d 100 ° С

R abs = 1.7 kgf / cm 2, t k \u003d 115 ° С

R abs = 5 kgf / cm 2, t k \u003d 151 ° С

R abs =10 kgf / cm 2, t k = 179°C

R abs = 14 kgf / cm 2, t k = 195°C

Sa isang temperatura ng tubig sa mga silid ng boiler sa labasan ng 150 ° C at bumalik t sa-

sa 70°C bawat kg ng tubig ay nagdadala ng 80 kcal init.

Sa mga sistema ng supply ng singaw 1 kg water steamed portable approx. 600 kcal init.

Ang tubig ay halos hindi mapipigil. Kinukuha ang pinakamaliit na volume t=+4°C. Sa t sa itaas at ibaba ng +4°C, tumataas ang dami ng tubig. Ang temperatura kung saan nagsisimula ang condensation ng sobrang singaw ng tubig ay tinatawag na t "dew point".

Makilala ang steam saturated at sobrang init. Sa panahon ng pagsingaw, lumilipad ang ilan sa mga molekula sa ibabaw ng likido at bumubuo ng singaw sa itaas nito. Kung ang temperatura ng likido ay pinananatiling pare-pareho, ibig sabihin, ang init ay patuloy na ibinibigay dito, kung gayon ang bilang ng mga tumatakas na molekula ay tataas, habang dahil sa magulong paggalaw ng mga molekula ng singaw, nang sabay-sabay sa pagbuo ng singaw, ang reverse na proseso ay nangyayari. - condensation kung saan bahagi ng vapor molecules ang bumabalik sa likido.

Kung ang pagsingaw ay nangyayari sa isang saradong sisidlan, kung gayon ang dami ng singaw ay tataas hanggang sa maabot ang equilibrium, ibig sabihin, ang dami ng likido at singaw ay nagiging pare-pareho.

Ang singaw na nasa dinamikong ekwilibriyo kasama ang likido nito at may parehong temperatura at presyon dito ay tinatawag puspos na singaw.

Basang puspos ng singaw, tinatawag na singaw, kung saan mayroong mga patak ng tubig sa boiler; saturated steam na walang mga patak ng tubig ay tinatawag tuyong puspos na singaw .

Ang proporsyon ng dry saturated steam sa wet steam ay tinatawag na degree ng steam dryness (x). Sa kasong ito, ang moisture content ng singaw ay magiging katumbas ng 1 - X. Para sa dry saturated steam x = 1. Kung ang init ay ibinibigay upang matuyo ang puspos na singaw sa pare-pareho ang presyon, pagkatapos ay makukuha ang sobrang init na singaw. Ang superheated steam temperature ay mas mataas kaysa sa boiler water temperature. Ang sobrang init na singaw ay nakuha mula sa tuyong puspos na singaw sa mga superheater, na naka-install sa mga tambutso ng boiler.

Ang paggamit ng wet saturated steam ay hindi kanais-nais, dahil kapag gumagalaw ito sa mga pipeline ng singaw, ang mga hydraulic shocks (matalim na shocks sa loob ng mga tubo) ng condensate na naipon sa mga fitting, sa mga curve at sa mababang lugar sa mga pipeline ng singaw, gayundin sa mga steam pump , ay posible. Ang isang matalim na pagbaba ng presyon sa isang steam boiler sa atmospheric pressure ay lubhang mapanganib, na maaaring mangyari bilang isang resulta ng isang emergency na paglabag sa lakas ng boiler, dahil ang temperatura ng tubig bago ang naturang pagbabago sa presyon ay higit sa 100 ° C, kung gayon ang labis na init ay ginugugol sa singaw, na nangyayari halos kaagad. Ang dami ng singaw ay tumataas nang husto, na humahantong sa isang agarang pagtaas ng presyon sa boiler at sa malubhang pinsala. Kung mas malaki ang dami ng tubig sa boiler at mas mataas ang temperatura nito, mas malaki ang mga kahihinatnan ng naturang pagkasira. Ang dami ng singaw ay 1700 beses ang dami ng tubig.

Superheated steam - singaw na may mas mataas na temperatura kaysa sa saturated steam sa parehong presyon - ay walang moisture. Ang sobrang init na singaw ay ginawa sa isang espesyal na superheater, kung saan ang tuyo na saturated steam ay pinainit ng mga flue gas. Ang sobrang init na singaw ay hindi ginagamit sa pagpainit ng mga silid ng boiler, kaya walang superheater.

Mga pangunahing katangian ng puspos na singaw:

1) hindi nakaupo. singaw = t kip. tubig sa isang ibinigay na R

2) t b.p. depende ang tubig sa Rsteam sa boiler

3) saturated steam condenses.

Ang mga pangunahing katangian ng superheated steam:

1) ang sobrang init na singaw ay hindi namumuo

2) ang sobrang init na singaw ay hindi nakadepende sa presyon ng singaw sa boiler.

(Skema para sa pagkuha ng singaw sa isang steam boiler) (ang mga card sa pahina 28 ay opsyonal)