что такое влажный пар
Сухой и влажный пар. Особенности и отличия
Различаем сухой и влажный пар
Сухая парная является синонимом финской сауны – бани с сухим паром. Особенности микроклимата такой парной: высокая температура, доходящая до 100 °C, при минимальной влажности воздуха в 20%.
Нахождение в сухой бане не должно превышать 15 минут, в противном случае есть риск пересушить слизистую верхних дыхательных путей.
Баня с влажным паром, так называемая “русская баня” отличается от финской сауны обратным соотношением влажности и температуры, где значение первой переменной колеблется от 60% до 100%, а второй – не превышает 70 °C.
Банные эксперты считают идеальным соотношением влажности и температуры в такой парной: 60/60.
Важно! При посещении влажной парной необходимо надевать банную шапку или накрывать голову полотенцем, чтобы защититься от перегрева.
Влажная и сухая парные: противопоказания и рекомендации
Высокая температура, массаж веничком, запах травяных чаев – все это русская баня, в привычном для нас понимании.
При всей объективной пользе такого парения:
Посещение влажной парной все же имеет свои ограничения. Она противопоказана людям с сердечными заболеваниями, куперозом и чувствительной кожей. Не рекомендуется посещать влажную парную при заболеваниях половой системы, например, кистах, миомах, а также при проблемах с печенью, почками и желчным пузырем.
Сухая баня рекомендована людям, страдающим от избыточного веса; проблем опорно-двигательного аппарата и различных кожных заболеваний.
Высокая температура в парной:
Хочешь подарок?
80% покупателей неверно подбирают оборудование. Оставьте заявку на БЕСПЛАТНЫЙ подбор камина, печи, дымохода с учетом всех ваших параметров/потребностей. Вы получите консультацию от специалиста, который работает в печном деле 15 лет. И 200 рублей В подарок на любую покупку!
Посещение сухой парной противопоказано при инфекционных и иных заболеваниях дыхательных путей; при гипертонии – слишком сильная нагрузка на кровеносную систему; при онкологических заболеваниях и нарушениях работы нервной системы.
Подытожим. Если вы здоровы, как русский богатырь во цвете лет, вам открыты двери в любую парную. Стоит только определиться, к чему у вас лежит душа – к активному парению с веником и густым паром или неторопливому расслаблению и прогреванию.
А вот если вы замечали периодические боли, покалывания в каких-то частях вашего тела, трудности с дыханием или общее недомогание выбирайте парную и интенсивность парения, исходя из рекомендаций врача. Помните: все хорошо в меру – даже банька.
Статьи и обзоры
Существует несколько видов пара, каждый из которых обладает своими свойствами. Различия обусловлены не только температурой, но и уровнем влажности. В зависимости от этих свойств пар можно разделить на сухой и влажный. В этой статье расскажем как образуется пар, в чём отличие сухого пара от влажного, для каких операций влажно-тепловой обработки подходит определённый вид пара.
Как образуется пар в гладильной и паровой технике
Система парообразования в отпаривателях. Эта схема может быть аналогична для систем парообразования утюгов, утюгов с парогенератором, гладильных систем, пароочистителей.
В гладильной и паровой технике пар образуется следующим образом:
Сухой пар
Сухой пар образуется тогда, когда его температура становится выше температуры кипения воды. Сухим паром принято называть тот, в котором количество неиспарившейся влаги минимально.
Чтобы определить тип пара, достаточно присмотреться: если пар выходит, но его почти не видно, это и будет сухой пар.
Такой пар имеет ряд преимуществ:
Однако сухой пар имеет и свои недостатки: он подойдёт не для всех видов ткани. Например, при помощи сухого пара не стоит обрабатывать деликатные и тонкие ткани. Что касается меха и остальных видов текстиля, их можно отпаривать в сухом режиме.
Влажный пар
Влажный пар образуется в момент, когда вода приближается к своей температуре кипения и начинает испаряться. В нём содержится множество мелких капель. Процесс отпаривания происходит благодаря увлажнению волокон материи, вследствие чего они разравниваются.
Струя влажного пара заметна для глаз, так как по виду напоминает густое белое облако.
Преимущества влажного пара:
Недостатки влажного пара:
Вывод
Безусловно, оба вида пара необходимы для качественной глажки. Поэтому лучше приобретать ту технику, которая производит как влажный, так и сухой пар.
Природа пара
Природа пара
Что такое пар?
Водяной пар образуется при переходе воды из жидкого состояния в газообразное. Это сопровождается поглощением значительного количества энергии, называемое скрытой теплотой парообразования. При обратном процессе, процессе конденсации, выделяется такое же количество тепла. В этом и заключается основной принцип передачи тепла с помощью пара, то есть использование энергии фазового перехода.
Существуют следующие виды состояний пара: влажный насыщенный пар, сухой насыщенный пар и перегретый пар.
Влажный насыщенный пар
Это наиболее распространенная форма пара, в котором часть молекул воды отдали свою энергию (скрытая теплота) и сконденсировались, с образованием мельчайших капелек воды в виде тумана. Понятие сухость (влажность) пара характеризует количество капельной жидкости, содержащейся в насыщенном паре.
Эксплуатация влажного пара увеличивает энергозатраты и имеет ряд недостатков. С увеличением влажности насыщенного пара энтальпия (энергоэффективность) его существенно снижается, увеличиваются потери давления в паропроводе, паропроводы подвергаются эрозии, появляется вероятность скопления конденсата, приводящая к гидравлическим ударам и разрушению паропроводов и оборудования.
Поэтому при проектировании и эксплуатации пароконденсатных систем необходимо предусматривать меры по осушению пара (установка циклонных сепараторов, редукционных клапанов серии COS) и дренированию паропроводов (установка конденсатных карманов), а так же тепловой изоляции всех участков паропроводов и арматуры.
Сухой насыщенный пар
Прозрачный газ, не имеющий влаги, обладает многими свойствами, которые делают его отлично управляемым источником тепла.
Особенность | Преимущество |
---|---|
Быстрое и равномерное нагревание через скрытую передачу тепла | Повышение качества продукции и производительности |
Используется как в технологических процессах, так и в системах отопления и вентиляции предприятия | Упрощает эксплуатацию и унифицирует энергораспределение на предприятии. Снижает затраты на энергогенерирующее оборудование. |
Давлением можно контролировать температуру | Температура может быть установлена быстро и точно |
Высокий коэффициент теплопередачи | Необходимо меньше площади поверхности теплопередачи, что позволяет снизить габариты и первоначальные затраты на оборудование |
Производится из воды | Безопасный, экологически чистый и недорогой |
Перегретый пар
Перегретый пар образуется путем дальнейшего нагрева влажного или насыщенного пара свыше температуры насыщения.
В таком состоянии пар, имеет более высокую температуру и более низкую плотность, чем насыщенный пар при том же давлении. Перегретый пар используется в основном в различных тепловых машинах, таких как турбины, для повышения их КПД и обычно не используется для передачи тепла.
Особенность | Недостатки |
---|---|
Низкий коэффициент теплопередачи | Снижение продуктивности |
Необходимость увеличения площади поверхности теплопередачи | |
Переменная температура пара даже при постоянном давлении | Ухудшается управляемость системы |
Для передачи тепла используется физическое тепло | Перепады температур может оказать негативное влияние на качество продукции |
Температура может быть чрезвычайно высокой | Существенное увеличение капитальных затрат на установку высокотемпературного оборудования |
По этим и другим причинам, насыщенный пар является предпочтительным по сравнению с перегретым паром в качестве теплоносителя в теплообменниках и другом теплопередающем оборудовании. С другой стороны, если перегретый пар рассматривать в качестве источника тепла для прямого нагрева, в качестве высокотемпературного газа, он имеет преимущество по сравнению с горячим воздухом, особенно в бескислородных условиях. Так же его применяют в пищевой промышленности, для сушки и обработки пищевых продуктов.
Типы пара
Содержание:
Если вода нагревается выше точки кипения, она становится паром или водой в газообразном состоянии. Однако все виды пара разные, и их свойства существенно варьируются в зависимости от давления и температуры.
В статье Основные сферы применения пара, мы рассмотрели различные процессы, в которых используется пар. А теперь поговорим о типах пара, применяемых в этих процессах.
Соотношение давления и температуры воды и пара
Для просмотра анимации кликните на слово
Насыщенный (сухой) пар возникает, когда вода нагревается до температуры кипения (контактное тепло), а затем испаряется с помощью дополнительного подогрева (скрытое тепло). Если этот пар далее нагревается выше точки насыщения, он становится перегретым паром (контактное тепло).
Насыщенный (сухой) пар
Черная линия вышеприведенного графика показывает, что насыщенный пар появляется при такой температуре и давлении, при которых пар (газ) и вода (жидкость) могут сосуществовать. Другими словами, он образуется тогда, когда скорость испарения воды равна скорости конденсации.
Преимущества использования насыщенного пара для подогрева
Свойства насыщенного пара делают из него отличный источник тепла особенно при температуре 100 °C и выше. Вот некоторые из этих свойств:
Свойства | Преимущества |
Обеспечивает быстрое и равномерное нагревание за счет передачи скрытой теплоты | Улучшает качество продукта и повышает производительность |
Давление может контролировать температуру | Температура устанавливается быстро и точно |
Гарантирует высокий коэффициент теплопередачи | Требуемая площадь теплообмена меньше, что позволяет снизить первоначальные затраты на оборудование |
Образовывается из воды | Безопасный, чистый и недорогой |
Полезные советы
Ненасыщенный (влажный) пар
Это наиболее распространенная форма пара, которая используется на большинстве заводов. Когда при работе котла образуется пар, он, как правило, влажный из-за неиспарившихся молекул воды, которые в нем присутствуют. Даже лучшие котлы могут выпускать пар, чья влажность будет составлять от 3% до 5%. Когда вода приближается к состоянию насыщения и начинает испаряться, часть ее, обычно в форме водяной пыли или капелек, попадает в поднимающийся пар и распределяется дальше. Это одна из основных причин, по которой сепарация используется для удаления конденсата из распределенного пара.
Перегретый пар
Перегретый пар получается в результате дополнительного нагревания влажного или насыщенного пара до точки кипения выше, чем для последнего. Так, при идентичном давлении, что и у насыщенного пара, его температура будет выше, а плотность ниже. Перегретый пар в основном используется для сообщения движения, например, в турбинах, но не применяется в процессах теплопередачи.
Преимущества использования перегретого пара в приводных турбинах:
Предпочтительно и подавать, и выпускать пар в перегретом состоянии, т.к. конденсат не будет образовываться во время нормальной работы парового оборудования, что снизит риск повреждений от эрозии или коррозии, вызванной влиянием углекислого газа. Кроме того, теоретический тепловой КПД турбины рассчитывается с учетом показателей энтальпии во впускном и выпускном отверстиях; это увеличивает градус перегрева, давление поднимает энтальпию со стороны входного отверстия турбины, что эффективно улучшает тепловой КПД.
Недостатки использования перегретого пара для подогрева:
Свойства | Недостатки |
Низкий коэффициент передачи тепла | Снижается производительность |
Требуется большая площадь поверхности теплопередачи | |
Нестабильная температура пара даже при постоянном давлении | Перегретому пару надо поддерживать высокую скорость, в противном случае температура будет падать по мере потери тепла из оборудования. |
Контактное тепло используется для передачи тепловой энергии | Падение температуры может отрицательно сказаться на качестве продукта |
Температура может быть необычайно велика | Могут понадобиться более стойкие строительные материалы, требующие более высоких первоначальных затрат на оборудование |
По этой и другим причинам, насыщенный пар предпочтительнее перегретого пара, если он выступает в качестве рабочей среды теплообменников или иного оборудования для теплопередачи. С другой стороны, если рассматривать его как источник тепла для прямого нагрева, как высокотемпературный газ, обнаружится преимущество над горячим воздухом, благодаря возможности подогрева даже в условиях отсутствия кислорода. Также проводятся исследования по использованию пара в пищевой промышленности для приготовления еды и для сушки.
Сверхкритическая вода
Сверхкритическая вода — это вода в состоянии, превышающем ее критическую точку: 22,1 МПа, 374 °C. В критической точке скрытое тепло пара равняется нулю, а его удельный объем точно такой же, как для жидкого или газообразного состояния. Другими словами, вода с давлением и температурой большими, чем в критической точке, находится в своеобразном состоянии, которое нельзя назвать ни жидким, ни газообразным.
Сверхкритическая вода используется для работы турбин на электростанциях, которые требуют более высокой эффективности. Исследования сверхкритической воды проводятся с упором на ее использование в качестве текущей среды, обладающей свойствами как жидкости, так и газа, а также на ее пригодность в качестве растворителя для химических реакций.
Различные состояния воды
Ненасыщенная вода
Эта вода находится в самом узнаваемом ее состоянии. Приблизительно 70% человеческого веса — это вода. Когда она находится в жидком состоянии, водородные связи держат молекулы ее вместе. В результате ненасыщенная вода имеет относительно компактную, плотную и стабильную структуру.
Насыщенный пар
Молекулы насыщенного пара невидимы. Когда насыщенный пар выпускается в атмосферу из трубопровода, часть его конденсируется, передавая свое тепло окружающему воздуху и образовывая облака белого пара (крошечные капли воды). Если в паре есть такие капельки, то он называется влажным.
В паровых системах пар, выходящий из конденсатоотводчиков часто ошибочно принимается за насыщенный (острый) пар, в действительности же это — выпар. Разница между ними состоит в том, что насыщенный пар мнгновенно становится невидимым уже на уровне выпускного отверстия трубы, тогда как выпар содержит мелкие капли воды в момент образования.
Перегретый пар
Пока перегретый пар находится в своем перегретом состоянии, он не будет конденсироваться, даже если вступит в контакт с атмосферой, а его температура упадет. В результате, клубы пара образовываться не будут. Перегретый пар содержит больше тепла, чем насыщенный пар при том же давлении, а его молекулы двигаются быстрее, поэтому его плотность ниже (т.е. его удельный объем больше).
Сверхкритическая вода
Хотя визуальное наблюдение не представляется возможным, но эта вода находится в состоянии, которое не является ни жидким, ни газообразным. В общих чертах, молекулярное движение ближе к газу, а плотность больше похожа на плотность жидкости.
Что такое влажный пар
Влажный воздух. Абсолютная и относительная влажность.
Атмосферный воздух широко используется в технике: в качестве рабочего тела (в воздушных холодильных установках, кондиционерах, теплообменниках и сушильных устройствах) и составной части для горения топлива (в двигателях внутреннего сгорания, газотурбинных установках, в парогенераторах).
Сухим воздухом называется воздух, не содержащий водяных паров. В атмосферном воздухе всегда содержится некоторое количество водяного пара.
Влажным воздухом называется смесь сухого воздуха с водяным паром.
В теплотехнике некоторые газообразные тела принято называть паром. Так, например, вода в газообразном состоянии называется водяным паром, аммиак – аммиачным паром.
Рассмотрим более подробно термодинамические свойства воды и водяного пара. (1-6).
В области жидкости изобары достаточно близко расположены друг к другу и практически сливаются с левой пограничной кривой АК.
Пересыщенный влажный воздух – смесь сухого воздуха и влажного водяного пара. Явление в природе – туман.
Насыщенный влажный воздух – смесь сухого воздуха и сухого насыщенного водяного пара.
Ненасыщенный влажный воздух – смесь сухого воздуха и перегретого водяного пара.
Следует отметить принципиально разные значения термина “влажный” применительно к пару и к воздуху. Пар называется влажным, если содержит мелкодисперсную жидкость. Влажный воздух во всех представляющих интерес для техники случаях содержит перегретый или сухой насыщенный водяной пар. В общем случае влажный воздух может содержать и влажный водяной пар (например, облака), но этот случай технического интереса не представляет и далее не рассматривается.
В атмосферном (влажном) воздухе каждый компонент находится под своим парциальным давлением, имеет температуру, равную температуре влажного воздуха и равномерно распределен по всему объему.
Термодинамические свойства влажного воздуха как газовой смеси сухого воздуха и водяного пара определяются по закономерностям, характерным для идеальных газов (1-6).
Расчет процессов с влажным воздухом обычно проводится при условии, что количество сухого воздуха в смеси не изменяется. Переменной величиной является количество содержащегося в смеси водяного пара. Поэтому удельные величины, характеризующие влажный воздух, относятся к 1 кг сухого воздуха.
Давление влажного воздуха определяется по закону Дальтона ( 1,4,5):
Где Рв – парциальное давление сухого воздуха, кПа; Рп – парциальное давление водяного пара, кПа.
влажный воздух PV=MRT; (2)
сухой воздух P B V=M B R B T; (3)
где Р Н – давление насыщенного водяного пара при данной температуре влажного воздуха, определяется по таблице Приложения II.
Определение основных параметров и характеристик влажного воздуха по
а) принцип построения; б) диаграмма
Чтобы найти на диаграмме точку, соответствующую состоянию данного влажного воздуха, достаточно знать два его параметра из числа изображенных на диаграмме. При проведении эксперимента целесообразно использовать те параметры, которые проще и точнее измеряются в опыте. В нашем случае такими параметрами являются температура сухого и мокрого термометров.
Средняя массовая теплоемкость, кДж/(кг × К) Приложение I