Природа пару

Природа пару

Що таке пар?

Водяна пара утворюється при переході води з рідкого стану в газоподібний. Це супроводжується поглинанням значної кількості енергії, зване прихованою теплотою пароутворення. При зворотньому процесі, процесі конденсації, виділяється така ж кількість тепла. В цьому і полягає основний принцип передачі тепла за допомогою пари, тобто використання енергії фазового переходу.

Існують наступні види станів пара: вологий насичений пар, сухий насичений пар і перегрітий пар.

Вологий насичений пар

Це найбільш поширена форма пара, в якому частина молекул води віддали свою енергію (прихована теплота) і сконденсувалися, з утворенням дрібних крапельок води у вигляді туману. Поняття сухість (вологість) пара характеризує кількість крапельної рідини, що міститься в насиченому парі.

На практиці, навіть найкращі котли виробляють пар, що містить 3% - 5% вологи. Оскільки генеруємий пар захоплює за собою, деяку кількість води, як правило, у вигляді туману або крапель.

експлуатація вологої пари збільшує енерговитрати і має ряд недоліків. Зі збільшенням вологості насиченого пара ентальпія (енергоефективність) його істотно знижується, збільшуються втрати тиску в паропроводі, паропроводи піддаються ерозії, з'являється ймовірність скупчення конденсату, що призводить до гідравлічних ударів і руйнування паропроводів і обладнання.

Тому при проектуванні та експлуатації пароконденсатних систем необхідно передбачати заходи по осушенню пара (встановлення циклонних сепараторів, редукційних клапанів серії COS) і дренування паропроводів (встановлення конденсатних кишень), а так само теплової ізоляції всіх ділянок паропроводів і арматури.

Суха насичена пара

Прозорий газ, що не має вологи, володіє багатьма властивостями, які роблять його відмінно керованим джерелом тепла.

Перегрітий пар

Перегрітий пар утворюється шляхом подальшого нагрівання вологого або насиченого пару  понад температуру насичення.

В такому стані пар, має більш високу температуру і більш низьку щільність, ніж насичена пара при тому ж тиску. Перегрітий пар використовується в основному в різних теплових машинах, таких як турбіни, для підвищення їх ККД і зазвичай не використовується для передачі тепла.

По цих та інших причин, насичений пар є кращим порівняно з перегрітою парою в якості теплоносія в теплообмінниках і іншому теплопередаючому обладнанні. З іншого боку, якщо перегрітий пар розглядати в якості джерела тепла для прямого нагріву, як високотемпературного газу, він має перевагу в порівнянні з гарячим повітрям, особливо в безкисневих умовах. Так само його застосовують в харчовій промисловості, для сушіння і обробки харчових продуктів.