ПАР ВОДЯНОЙ

ПАР ВОДЯНОЙ, газообразное состояние воды. П. в. получают в процессе парообразования (испарения) при нагревании воды в паровых котлах, испарителях и др. теплообменных аппаратах. П. в. служит рабочим телом в паросиловых установках, теплоносителем в системах вентиляции, тепло- и водоснабжения; используется также в технологич. целях. Если при давлении, равном 101,325 кн/м² (760 мм рт. ст.), воду нагреть до 100 °С, то она закипает (см. Кипение) - начинает образовываться пар, имеющий ту же темп-ру, но существенно больший объём. До тех пор пока остаётся нек-рое кол-во воды, темп-pa системы, несмотря на непрекращающийся подвод теплоты, постоянна. Состояние, при к-ром вода и пар находятся в равновесии, наз. состоянием насыщения (см. Насыщенный пар), характеризующегося давлением насыщения и темп-рой насыщения. Только после превращения всей воды в пар, объём к-рого при 100 °С в 1673 раза больше объёма воды при 4 °С, темп-pa может начать вновь повышаться. При этом пар из насыщенного переходит в перегретое состояние (см. Перегретый пар). Если процесс испарения проводить при различных давлениях, то темп-pa испарения меняется в зависимости от давления (см. табл.).

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

Давление пара, Мн/м² (кгс/см²)

Температура, °С

Плотность,

кг/м³

вода

пар

0,101 (1) 

1,01 (10) 

10,1 (100) 

22,3 (220)

99,1 

179 

309,5 

372,1

959 887,9 691,9 420

0,58 5,05 54,2 229

Теплоту, затраченную на нагревание 1 кг воды от О °С до темп-ры насыщения, наз. энтальпией воды, а теплоту, затраченную на превращение 1 кг воды с темп-рой 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 темп-ры, сопровождающееся непрерывным приращением объёма без разделения вещества на жидкую и газообразную фазу. Такой подогрев П. в. при давлениях выше критического [критич. параметры воды: давление 22,1 Мн/м² (225,65 кгс/см²), темп-ра 374,15 °С, плотность 303 кг/м³] иногда осуществляется в паровых котлах. В паровых машинах и турбинах применяется, как правило, не насыщенный, а перегретый пар, т. к. кпд машин, работающих перегретым паром (иногда его наз. острым паром), выше. В СССР и за рубежом в мощных паросиловых установках применяется П. в. с давлением 25 Мн/м²(255 кгс/см²) и темп-рой 545 °С. Для целей нагревания (напр., отопительных приборов) экономически оправдано использование насыщенного П. в., т. к. коэфф. теплоотдачи от конденсирующегося насыщенного П. в. значительно больше, чем от перегретого. Изучение свойств П. в. началось в 16-17 вв. В нач. 17 в. в работах итал. учёного Дж. делла Порта исследовался удельный объём П. в., тогда же французским учёным С. де Ко были рассмотрены вопросы конденсации пара.

В кон. 18 в. были исследованы отд. свойства П. в.: зависимость темп-ры парооб-разовайия от давления (Д. Папен), теплота парообразования (Дж. Блэк, Дж. Уатт), удельный объём пара при давлении 0,1 Мн/м² (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 нем. учёный Р. Молъе предложил г - 5 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 теоретич. уравнение состояния перегретого пара (реального газа). Широкие экспериментальные исследования термодинамич. и физич. свойств воды и П. в. проводили проф. М. П. Вукалович, проф. Н. Б. Варгафтик, акад. В. А. Кириллин, проф. Д. Л. Тимрот и др. На основании исследований сов. учёных в СССР составлены таблицы и диаграммы термодинамич. свойств воды и П. в. при давлениях до 100 Мн/м²и темп-рах до 1000 °С. В 1963 в Нью-Йорке (США) на 4-й Междунар. конференции по свойствам водяного пара были приняты меж-дунар. 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 тепло-физических свойств воды и водяного пара, М., 1969.