Большая Советская Энциклопедия (ПА) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 136

136

  К. Г. Шульмейстер.

Пар водяной

Пар водяно'й , газообразное состояние воды. П. в. получают в процессе парообразования (испарения ) при нагревании воды в паровых котлах, испарителях и других теплообменных аппаратах. П. в. служит рабочим телом в паросиловых установках , теплоносителем в системах вентиляции, тепло- и водоснабжения; используется также в технологических целях. Если при давлении, равном 101,325 кн/м 3 (760 мм рт. ст. ), воду нагреть до 100 °С, то она закипает (см. Кипение ) — начинает образовываться пар, имеющий ту же температуру, но существенно больший объём. До тех пор пока остаётся некоторое количество воды, температура системы, несмотря на непрекращающийся подвод теплоты, постоянна. Состояние, при котором вода и пар находятся в равновесии, называется состоянием насыщения (см. Насыщенный пар ), характеризующегося давлением насыщения и температурой насыщения. Только после превращения всей воды в пар, объём которого при 100 °С в 1673 раза больше объёма воды при 4 °С, температура может начать вновь повышаться. При этом пар из насыщенного переходит в перегретое состояние (см. Перегретый пар ). Если процесс испарения проводить при различных давлениях, то температура испарения меняется в зависимости от давления (см. таблицу).

Зависимость температуры и плотности воды и пара, находящихся в состоянии насыщения, от давления насыщенного пара

Мнм2кгссм2 Темпера- тура,°С кг/м3 вода пар   0,101 (1)   99,1 959     0,58   1,01 (10) 179 887,9     5,05 10,1 (100) 309,5 691,9   54,2 22,3 (220) 372,1 420 229

  Теплоту, затраченную на нагревание 1 кг воды от 0 °С до температуры насыщения, называют энтальпией воды, а теплоту, затраченную на превращение 1 кг воды с температурой насыщения в сухой насыщенный пар,— теплотой парообразования (испарения). При давлении, равном критическому (см. Критическое состояние ), теплота парообразования равна 0, а если проводить нагрев при более высоких давлениях, то при подводе теплоты происходит непрерывное изменение температуры, сопровождающееся непрерывным приращением объёма без разделения вещества на жидкую и газообразную фазу. Такой подогрев П. в. при давлениях выше критического [критические параметры воды: давление 22,1 Мн/м 2 (225,65 кгс/см 2 ), температура 374,15 °С, плотность 303 кг/м 3 ] иногда осуществляется в паровых котлах. В паровых машинах и турбинах применяется, как правило, не насыщенный, а перегретый пар, так как кпд машин, работающих перегретым паром (иногда его называют острым паром), выше. В СССР и за рубежом в мощных паросиловых установках применяется П. в. с давлением 25 Мн/м 2 (255 кгс/см 2 ) и температурой 545 °С. Для целей нагревания (например, отопительных приборов) экономически оправдано использование насыщенного П. в., так как коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося насыщенного П. в. значительно больше, чем от перегретого. Изучение свойств П. в. началось в 16—17 вв. В начале 17 в. в работах итальянского учёного Дж. делла Порта исследовался удельный объём П. в., тогда же французским учёным С. де Ко были рассмотрены вопросы конденсации пара. В конце 18 в. были исследованы отдельные свойства П. в.: зависимость температуры парообразования от давления (Д. Папен ), теплота парообразования (Дж. Блэк , Дж. Уатт ), удельный объём пара при давлении 0,1 Мн/м 2 (Дж. Уатт). Изучение свойств пара как рабочего тела паровых машин было начато в 40-х гг. 19 в. французским учёным А. В. Реньо . В 1904 немецкий учёный Р. Молье предложил i — s диаграмму состояния П. в. В России в 19 в. над изучением свойств П. в. работали учёные Л. Г. Богаевский, Б. Б. Голицын, А. И. Надеждин и др. В СССР И. И. Новиковым было выведено теоретическое уравнение состояния перегретого пара (реального газа). Широкие экспериментальные исследования термодинамических и физических свойств воды и П. в. проводили профессор М. П. Вукалович, профессор Н. Б. Варгафтик, академик В. А. Кириллин, профессор Д. Л. Тимрот и др. На основании исследований советских учёных в СССР составлены таблицы и диаграммы термодинамических свойств воды и П. в. при давлениях до 100 Мн/м 2 и температурах до 1000 °С. В 1963 в Нью-Йорке (США) на 4-й Международной конференции по свойствам водяного пара были приняты международные скелетные таблицы свойств П. в.

  Лит.: Вукалович М. П., Новиков И. И., Техническая термодинамика, 4 изд., М., 1968; Кириллин В. А., Сычев В. В., Шейндлин А. Е., Техническая термодинамика, М., 1968; Вукалович М. П., Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара, 7 изд., М.— Л., 1963; Вукалович М. П., Ривкин С. Л., Александров А. А., Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара, М., 1969.

Пар (газообразное состояние)

Пар , название газообразного состояния веществ (см. Газы ) в условиях, когда газовая фаза может находиться в равновесии с жидкой (твёрдой) фазой того же вещества. Как правило, термин «пар» применяют в тех случаях, когда фазовое равновесие осуществляется при температурах Т и давлениях р , характерных для обычных природных условий (говорят, например, о П. спирта, бензола, иода, нафталина и т. д.). Как исключение, воду в газообразном состоянии при Т и р , превышающих критические значения, называют П., а CO2 , даже ниже критической температуры (31,04°С), — газом. С точки зрения термодинамики фазовых превращений термины «пар» и «газ» эквивалентны.

  Различают следующие виды состояний П. химически чистых веществ: 1) насыщенный пар (П. при Т и р насыщения); 2) ненасыщенный пар, т. е. П. При Т > Тнасыщ для данного p и, следовательно, с плотностью меньшей, чем у насыщенного П. (в технике его называют перегретым П. или просто газом); 3) пересыщенный пар — П., имеющий давление большее, чем р насыщ , при той же температуре (см. также Пар водяной ).

  А. Н. Гуреев.