Процесс парообразования.

Процесс парообразования – процесс превращения вещества из жидкого состояния в парообразное.

Процессы парообразования, которые происходят всегда при любой температуре с поверхности жидкости – испарение.

Испарение: отдельные молекулы с большими скоростями преодолевают взаимосвязь с другими молекулами, вылетают в пространство (при повышении t, повышается испарение.)

Кипение – если к жидкости подводится Q то при некоторой t, зависящей от свойств вещества и его давления. Наступает процесс парообразования по всей жидкости, образовавшиеся пузырьки газа вылетают в окружающее пространство.

Конденсация

Конденсация – процесс превращения пара в жидкость, например при отведении теплоты.

Если испарение происходит в закрытом сосуде, то вылетавшие из жидкости молекулы заполняют свободное пространство над ней, при этом часть молекул движутся в паровом пространстве над поверхностью, возвращаются обратно в жидкость. В некоторый момент между испарением и обратным переходом молекул из парового пространства в жидкость. Наступит состояние равновесия(кол-во вылетавших молекул= кол-во возвращающих в него) в этот момент над жидкостью будет находиться максимальное кол-во молекул, пар будет иметь максимальную плотность при данной t.

Насыщенный пар может быть:

- сухой(с.н.п.)

- влажный(в.н.п.)

с.н.п. – образуется когда вся жидкость до последней капли испорится.

(при p=const, и t=const)

Состояние с.н.п. определяется 3 параметрами Р, υ или Т.

в.н.п. – механическая смесь состоящая из сухого пара и мельчайших капелек жидкость.

Для характеристики в.п. используется показатель Х (массовая доля сухого пара во влажном)

Х=m_с.н.п. /m_в.н.п.

с.н.п.: Х=1

Х=0 – кипение.

0<Х<1 – в.н.п.

Если с.н.п. сообщать некоторое количество теплоты при постоянном давлении, температура его возрастает.

Пар получаемый в этом процессе будет перегретый(имеет при данном Р более высокую t и υ, чем с.н.п.

t_п.п. =f(p; υ)

Пар вырабатываемый парогенератором различаются по параметрам:

-давлению,

-температуре.

Во всех парогенераторах в.п. образуется при р=const

Рассмотрим процессы нагрева, парообразования и пароперегрева в p- υ диаграмме для воды.

P

E K_p

p

1

5

4

3

2

= const (2) (3) (4)

A a

B

(1) x=0 x=1

υ’

υ_X

υ’’

υ

AE –зависимость υ воды от Р при t=0

АК_р – график зависимости υ воды в состоянии кипения от давления

υ^’ (р) – нижняя пограничная кривая

(х=0)

К_рВ – зависящие υ с.н.п. от р. – верхняя пограничная кривой

υ”(p) x=1

1 –нагревание, 2- кипение, 3-в.н.п., 4-с.н.п., 5- перегретый пар

1-2 – нагревание от 0⁰С до температуре кипения

2-3 – парообразование

2-4 – полный процесс парообразования

4-5 процесс параперегрева.

1. – твёрдое состояние.

2. - Жидное.

3. –в.н.п.

4. –п.п.

Кр – критическая точка, в ней отсутствует различие между жидкости и пара, существование вещества в 2х фазном состоянии выше Кр невозможно.

Для воды давление и температура Кр: р=221 бар, t= 374,15⁰С

Значение t в Кр – обсолютная точка кипения жидкости

р- υ диаграмма для воды

Р жидкость 1-линия плавления

1 3 2- линия сублимации