3. Параметри водяної пари

1. Нагрівання рідини

• Теплота рідини - кількість тепла, потрібна для нагрі­вання 1 кг води від 0° С до температури кипіння при даному тиску. Згідно з першим законом термодинаміки, теплоту рідини можна визначити так: (9.1)

• Для невеликих тисків теплота рідини приблизно дорівнює енталь­пії рідини. (9.2)

• Ентропія в ізобарному процесі нагрівання води від 0° С до температури кипіння (пароутворення) t_H: (9.3)

2. Пароутворення

• Теплота пароутворення - кількість тепла, затрачена на перетво­рення 1 кг води, нагрітої до температури кипіння, в суху насичену пару.

• Згідно з математичним виразом першого закону термодинаміки, теплота пароутворення може бути визначена так: (9.4)

• Зміну внутрішньої енергії (u" — u') називають внутрішньою теплотою пароутворення і позначають літерою р (9.5)

• Роботу розширення І = р (v" — v') (9.6) називають зовнішньою теплотою пароутворення і позначають літерою ψ. Таким чином, теплота пароутворення (9.7)- повна теплота пароутворення приблизно дорівнює ентальпії сухої насиченої пари.

• Ентальпію сухої насиченої пари визначаємо з формули (9.8)

• Ентропія сухої насиченої пари (9.9)

3. Перегрів пари

• Теплота перегріву - кількість тепла, потрібна для перетворення при даному тиску 1 кг сухої пари в перегріту. (9.10)

• Ентальпія перегрітої пари складається з суми ентальпій сухої пари й тепла перегріву, (9.11)

• Ентропія перегрітої пари (9.12)

4. Насичене, ненасичене, перенасичене вологе повітря

Вологе повітря – це суміш сухого повітря і водяної пари, яке широко використовується в багатьох теплових процесах: вентиляція, опалення, кондиціонування повітря приміщень, сушіння матеріалів тощо.

При невисоких тисках, що характерно для технологічних процесів сільськогосподарського виробництва, без особливої похибки можна розглядати сухе повітря і водяну пару, яке утримується в ньому як ідеальні гази. У такому випадку для них справедливі закономірності, сформульовані для суміші ідеальних газів.

Відповідно до закону Дальтона для вологого повітря тиск складаєть­ся з парціального тиску сухого повітря та парціального тиску водяної па­ри.

, (9.13)

Стан водяної нари у вологому повітрі визначається її парціальним тиском.

Водяна пара знаходиться у вологому повітрі в перегрітому стані. У цьому випадку парціальний тиск водяної пари нижче тиску насичення р_н вологого повітря при певній температурі. Суміш сухого повітря і перегрітої водяної пари називається вологим ненасиченим повітрям. Якщо знижувати температуру ненасиченого вологого повітря при постійному тиску, то можна досягти стану, коли р_п=р_н, тобто тиск і температура водяної пари відповідають станові насичення. Суміш сухого повітря і насиченої водяної пари називається насиченим вологим повітрям. Температура, до якої повинне остудитися вологе ненасичене повітря, щоб перегріта пара, що утримується в ньому, стала насиченим, називається температурою точки роси.

При подальшому охолодженні вологого повітря, тобто нижче температури точки роси, з повітря буде випадати волога і зменшуватися парціальний тиск пари.