Теплота парообразования

Для преобразования в пар воды, нагретой до температуры кипения, необходимо подвести теплоту парообразования.

Под удельной теплотой парообразования понимают количество теплоты, необходимой для преобразования 1 кг воды в сухой насыщенный пар той же температуры.

Например, для преобразования 1 кг воды с давлением 1 бар при температуре 100°С в пар с температурой 100°С требуется 2257,9 кДж = 0,6272 кВт•ч = 539 ккал теплоты.

Теплота парообразования зависят от температуры кипения и от давления. Она уменьшается с увеличением температуры и давления. При критическом давлении пара, равном 221,2 бар, и критической температуре, равной 374,15°С, вода непосредственно переходит в перегретый пар.

Ниже в таблице приведены давление и соответствующая ему температура пара, а также содержащееся в нем количество теплоты.

Влажный пар

Образующийся при кипении пар называется влажным насыщенным паром. Он имеет такую же температуру, как и кипящая жидкость, и содержит еще примерно 20% воды. Когда эта вода полностью испарится, то получается сухой насыщенный пар, который целесообразно транспортировать по трубопроводам. Однако как только его температура падает, какая-то доля пара снова конденсируется, и тем самым пар в значительной мере теряет свою теплоту. При конденсации теряется теплота парообразования, поэтому следует транспортировать слегка перегретый пар.

Перегретый пар

Для транспортировки пара с наименьшими потерями насыщенный пар путем дальнейшего подвода теплоты доводят до 300° С при неизменном давлении (рис. 10.1).

Такой пар называют перегретым паром. За счет высокого теплосодержания его можно транспортировать на большие расстояния без существенной потери энергии. Однако несмотря на высокую температуру теплопередача у него относительно невысока, и чтобы использовать возможно меньшую поверхность нагрева, стараются направлять пар в теплообменник в виде насыщенного пара, вспрыскивая в него конденсат (охлаждение пара).

Горячая вода

Для транспортирования тепловой энергии можно однако избрать иной путь, а именно - нагревать воду под давлением до 160-170°С, но не допускать ее кипения. Эту очень горячую воду можно транспортировать и использовать для кипячения сусла. В этом случае говорят о кипячении при помощи горячей воды или гидрокипячении (см. раздел «Кипячение сусла»).

Преимущество в этом случае состоит в возможности использования для нагрева продукта всего потенциала подводимой теплоты. Тем самым отпадает необходимость целого «конденсатного хозяйства» с соответствующей системой управления.

Недостатком является значительно большее по сравнению с газообразным паром требуемое сечение трубопроводов и более высокая производительность насосов.

Паровой котел

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: