Aurustumine on aurustunud ja õhku paisatud veeauru kogus. Aurustumise kiirus sõltub paljudest teguritest, kuid peamiselt õhutemperatuurist ja tuulest. On selge, et mida kõrgem on temperatuur, seda suurem on aurustumine. Kuid pidevalt liikudes veeauruga küllastunud õhku, toob see antud kohta üha uusi kuiva õhku. Isegi nõrk tuul, mille kiirus on 2-3 m/s, suurendab aurustumist kolm korda. Aurumist mõjutavad ka loodus, taimkate jne.
Kuid niiskuse puudumise tõttu antud piirkonnas on aurumine palju väiksem, kui see antud tingimustes võiks olla. Vee kogust, mis antud tingimustes võib aurustuda, nimetatakse lenduvuseks. Teisisõnu, aurustumine on potentsiaalne aurustumine antud piirkonnas, mis määratakse kõige sagedamini aurusti abil või suure loodusliku (magevee) veehoidla avatud veepinnalt või liigniisutatud pinnasest aurustumise teel.
Aurumist, nagu ka aurumist, väljendatakse aurustunud veekihi millimeetrites (mm); kindla perioodi kohta - mm / aastas jne.
Maapinnal toimuvad pidevalt kaks vastassuunalist protsessi: maastik sademete ja selle kuivamine aurustumise teel. Kuid territooriumi niisutamise astme määrab sademete ja aurustumise suhe. Territooriumi niisutamist iseloomustab niiskuse koefitsient (K), mille all mõistetakse sademete hulga (Q) ja aurustumise (I) suhet: K = (kui K on väljendatud ühiku murdosades - murdosa ) ja K = 100% (kui protsentides). Näiteks Euroopas on sademeid 300 mm ja aurustumist vaid 200 mm, s.o. sademete hulk ületab aurustumist 1,5 korda; niiskuskoefitsient on 1,5 ehk 150%.
Niisutus on ülemäärane, kui K > 1 või > 100%; normaalne, kui K = 1 ehk 100%; ebapiisav millal< 1, или < 100%. По степени увлажнения выделяют влажные (гумидные) и сухие (аридные) территории. Коэффициент увлажнения характеризует условия , развитие и другое. он равен примерно 1,0-1,5, в 0,6-1,0, в 0,3-0,6, 0,1-0,3, пустынях менее 0,1.
Absoluutne niiskus (a) on tegelik veeauru kogus õhus hetkel, mõõdetuna g / m 3. Absoluutse niiskuse ja maksimumi suhet, väljendatuna protsentides, nimetatakse suhteliseks õhuniiskuseks (f), s.o. f = 100%. Maksimaalse niiskusega õhku nimetatakse küllastunud. Seevastu küllastumata õhul on endiselt võime veeauru absorbeerida. Küllastunud õhk muutub kuumutamisel aga küllastumata ja jahutamisel üleküllastutuks. Viimasel juhul hakkab see käima Kondensatsioon on liigse veeauru kondenseerumine ja nende üleminek vedelasse olekusse, pisikeste veepiiskade teke. Nii küllastunud kui ka küllastumata õhk võib tõusu ajal üleküllastuda, kuna see jahtub tugevalt. Jahutamine on võimalik ka pinnase jahutamisega antud kohas ja sooja õhu tungimisega külma kohta.
Kondensatsioon võib tekkida mitte ainult õhus, vaid ka maapinnal, erinevatel objektidel. Sel juhul tekib olenevalt tingimustest kaste, härmatis, udu, jää. Kaste ja härmatis tekivad selgel ja vaiksel ööl, peamiselt hommikutundidel, mil Maa pind ja selle objektid jahtuvad. Seejärel kondenseerub nende pinnale õhust tulev niiskus. Samal ajal tekib negatiivsel temperatuuril härmatis ja positiivsel temperatuuril kaste. Kui külm õhk siseneb soojale pinnale või soe õhk järsult jahtub, võib tekkida udu. See koosneb pisikestest tilkadest või kristallidest, mis justkui hõljuksid õhus. Tugevalt saastunud õhus tekib udu või udu koos suitsulisandiga - sudu. Kui ülejahutatud vihmapiisad langevad või alla 0 ° C ja 0 kuni -3 ° C jahutatud pinnale, moodustub tihe jääkiht, mis kasvab maa pinnal ja objektidel, peamiselt tuulepoolsest küljest - jää. See tuleneb ülejahutatud vihmapiiskade, udu või vihmasaju külmumisest. Jääkoorik võib ulatuda mitme sentimeetri paksuseks ja muutuda tõeliseks katastroofiks: muutub ohtlikuks jalakäijatele, sõidukitele, murrab puude oksi, lõhub juhtmeid jne.
Muud põhjused põhjustavad nähtust nimega. Must jää tekib tavaliselt pärast sula või vihma külmahoo tagajärjel, kui temperatuur langeb järsult alla 0 ° C. Märg lumi, vihm või uduvihm külmub. Glasuur tekib ka siis, kui need vedelad sademed langevad tugevalt ülejahutatud maapinnale, mis põhjustab ka nende külmumise. Seega on jää maapinnal olev jää, mis on tekkinud märja lume või vedelate sademete tagajärjel.
Tekib veeauru kondenseerumisel tõusvas õhus selle jahtumise tõttu. Nende moodustumise kõrgus sõltub õhu temperatuurist ja suhtelisest niiskusest. Kui see jõuab kõrguseni, mil küllastus saab täielikuks, algab kondenseerumise, kondenseerumise ja pilvede moodustumise tase. Pilved on pidevas liikumises ja võivad koosneda väikestest tilkadest või kristallidest, kuid sagedamini on need segunenud. Peamist tüüpi pilvi on kolm: rünkpilved, kihtpilved ja rünkpilved. Cirrus - ülemise astme pilved (üle 6000 m), läbipaistvad ja koosnevad väikestest jääkristallidest. Sademeid neist välja ei lange. Kihilised - keskmise (2000–6000 m) ja madalama (alla 2000 m) tasandi pilved. Põhimõtteliselt annavad nad sademeid, tavaliselt pikki ja ulatuslikke sademeid. Rünkpilved võivad tekkida alumises astmes ja jõuda väga kõrgele. Sageli näevad need välja nagu tornid ja koosnevad tilkadest põhjas ja kristallidest üleval. Neid seostatakse hoovihmade, rahega,
Sõna "aur" juures meenuvad ajad, mil käisin veel põhikoolis. Siis koolist tulles hakkasid vanemad õhtusööki valmistama ja panid potti vett gaasipliidile. Ja kümne minuti pärast hakkasid kastrulisse ilmuma esimesed mullid. See protsess on mind alati paelunud, mulle tundus, et võin seda igavesti vaadata. Ja siis, mõni aeg pärast mullide ilmumist, hakkas aur ise voolama. Kord küsisin emalt: "Kust need valged pilved tulevad?" (Nii ma neid kutsusin). Mille peale ta vastas mulle: "See kõik juhtub vee soojendamise tõttu." Kuigi vastus ei andnud auru moodustumise protsessist täit pilti, sain koolifüüsika tundides teada kõike, mida auru kohta tahtsin. Nii et...
Mis on veeaur
Teaduslikust vaatenurgast on veeaur lihtsalt üks vee enda kolmest füüsikalisest olekust. On teada, et see tekib vee soojendamisel. Nagu temalgi, pole aurul värvi, maitset ega lõhna. Kuid mitte kõik ei tea, et auruklubidel on oma rõhk, mis sõltub selle mahust. Ja see väljendub keeles Pascalid(kurikuulsa teadlase auks).
Veeaur ei ümbritse meid ainult siis, kui me köögis midagi valmistame. See sisaldub pidevalt tänavaõhus ja atmosfääris. Ja selle sisu protsenti nimetatakse "absoluutne niiskus".
Fakte veeauru ja selle omaduste kohta
Nii et siin on mõned huvitavad punktid:
- mida kõrgem on temperatuur, mis toimib veele, seda kiirem on aurustumisprotsess;
- Pealegi, aurustumiskiirus suureneb koos ala suurusega pind, millel vesi asub. Ehk kui hakkame laial metalltopsil väikest veekihti kuumutama, siis toimub aurustumine väga kiiresti;
- Taimed ei vaja mitte ainult vedelat vett, vaid ka gaasilist vett.. Seda asjaolu saab seletada asjaoluga, et iga taime lehtedest tulevad pidevalt aurud, mis jahutavad seda. Proovige kuumal päeval puulehte puudutada - ja märkate, et see on jahe;
- sama kehtib ka inimeste kohta, meiega töötab sama süsteem, mis ülaltoodud taimedega. Aurustumine jahutab meie nahka kuumal päeval. Üllataval kombel jätab meie keha isegi väikeste koormuste korral umbes kaks liitrit vedelikku tunnis. Mida öelda suurenenud koormuste ja kuumade suvepäevade kohta?
Nii saate kirjeldada auru olemust ja selle rolli meie maailmas. Loodan, et avastasite palju huvitavat!
veeaur - töövedelik auruturbiinides, aurumasinates, tuumaelektrijaamades, jahutusvedelik erinevates soojusvahetites.
Steam - gaasiline keha keeva vedeliku lähedases olekus.
aurustamine - aine muutmise protsess vedelast olekust auruks.
Aurustumine - aurustumine, mis toimub alati igal temperatuuril vedeliku pinnalt.
Teatud temperatuuril, olenevalt vedeliku olemusest ja rõhust, mille all see asub, toimub aurustumine kogu vedeliku massis. Seda protsessi nimetatakse keemine .
Aurustumise pöördprotsessi nimetatakse kondensatsioon . Kondensatsioon, nagu ka aurustumine, toimub konstantsel temperatuuril.
Nimetatakse protsessi, mille käigus tahke aine muutub otse auruks sublimatsioon . Auru tahkesse olekusse ülemineku pöördprotsessi nimetatakse desublimatsioon .
Kui vedelik aurustub kinnises ruumis (aurukateldes), toimub samaaegselt vastupidine nähtus - auru kondenseerumine. Kui kondenseerumiskiirus võrdub aurustumiskiirusega, saabub dünaamiline tasakaal. Aurul on sel juhul maksimaalne tihedus ja seda nimetatakse rikas parvlaev .
Kui auru temperatuur on kõrgem kui sama rõhuga küllastunud auru temperatuur, siis sellist auru nimetatakse ülekuumenenud .
Ülekuumendatud auru ja küllastunud auru temperatuuri erinevust samal rõhul nimetatakse ülekuumenemise aste .
Kuna ülekuumendatud auru erimaht on suurem kui küllastunud auru erimaht, on ülekuumendatud auru tihedus väiksem kui küllastunud auru tihedus. Seetõttu on ülekuumendatud aur küllastumata.
Viimase vedeliku tilga aurustumise hetkel piiratud ruumis ilma temperatuuri ja rõhku muutmata (st kui vedelik lõpetab aurustumise), kuiv küllastunud aur . Sellise auru oleku määrab üks parameeter - rõhk.
Kuivadest ja pisikestest vedelikupiiskadest koosnevat mehaanilist segu nimetatakse märg parvlaev .
Kuiva auru massiosa märjas aurus - kuivuse aste X:
x=m cn /m vp , (6.7)
kus m cn- kuiva auru mass märjas; m vp on märja auru mass.
Massiosa juures vedelikud märjas aurus - kraadi niiskus :
juures= 1–x = 1–m cn /m vp = (m vp –m cn)/m vp . (6.8)
6.4. Niiske õhu omadused
Peamiselt hapnikust, lämmastikust ja süsinikdioksiidist koosnev atmosfääriõhk sisaldab alati veidi veeauru.
Kuiva õhu ja veeauru segu nimetatakse märg õhku . Antud rõhu ja temperatuuriga niiske õhk võib sisaldada erinevas koguses veeauru.
Kuiva õhu ja küllastunud veeauru segu nimetatakse küllastunud märg õhku . Sellisel juhul on antud temperatuuri jaoks maksimaalne võimalik veeauru kogus niiskes õhus. Selle õhu jahtumisel kondenseerub veeaur. Veeauru osarõhk selles segus on võrdne küllastusrõhuga antud temperatuuril.
Kui niiske õhk sisaldab antud temperatuuril ülekuumendatud olekus veeauru, siis seda nimetatakse küllastumata . Kuna see ei sisalda antud temperatuuril maksimaalset võimalikku veeauru, on see võimeline veelgi niisutama. Seda õhku kasutatakse kui kuivatusaine erinevates kuivatites.
Daltoni seaduse järgi surve R niiske õhk on kuiva õhu osarõhkude summa R sisse ja veeauru R P :
p = p sisse + lk P . (6.9)
Maksimaalne väärtus lk P niiske õhu antud temperatuuril on küllastunud veeauru rõhk lk n .
Auru osarõhu leidmiseks kasutatakse spetsiaalset seadet - hügromeeter . Seda seadet kasutatakse määramiseks kastepunkt st temperatuur t lk milleni tuleb õhku küllastumiseks konstantsel rõhul jahutada.
Kastepunkti teades saab tabelitest määrata küllastusrõhuna õhu auru osarõhku lk n kastepunktile vastav t lk .
Absoluutne niiskus õhuks nimetatakse veeauru hulka 1 m 3 niiskes õhus. Absoluutne niiskus on võrdne auru tihedusega selle osarõhul ja õhutemperatuuril t n .
Küllastumata õhu absoluutse niiskuse suhet antud temperatuuril ja küllastunud õhu absoluutse niiskuse suhet samal temperatuuril nimetatakse sugulane niiskus õhku
φ=s P /alates n või φ= (alates P /alates n) 100%, (6.10)
Kuiva õhu jaoks φ =0, küllastumata φ <1, для насыщенного φ =1 (100%).
Pidades veeauru ideaalseks gaasiks, saab Boyle-Mariotte'i seaduse järgi tiheduste suhte asendada rõhkude suhtega. Seejärel:
φ=ρ P /ρ n või φ= lk P / lk n·sada%. (6.11)
Niiske õhu tihedus koosneb kuiva õhu ja veeauru massidest, mis sisalduvad 1 m 3 mahus:
ρ=ρ sisse +ρ P = lk sisse / (R sisse T)+φ/ v′′ . (6.12)
Niiske õhu molekulmass määratakse järgmise valemiga:
μ =28,95–10,934φ∙ lk n / lk . (6.13)
Väärtused lk n Ja v′′ õhutemperatuuril t võetud veeaurulaualt, φ - psühromeetri järgi lk- baromeetri järgi.
Niiskusesisaldus on auru massi ja kuiva õhu massi suhe:
d=M P /M sisse , (6.14)
kus M P , M sisse- auru ja kuiva õhu massid niiskes õhus.
Niiskusesisalduse ja suhtelise õhuniiskuse vaheline seos:
d=0,622φ· lk n ·/( lk - φ· lk n). (6.15)
Õhugaasi konstant:
R=8314/μ =8314/(28,95–10,934 μ· lk n / lk). (6.16)
Kehtib ka järgmine valem:
R = (287+462d)/(1+d).
Niiske õhu maht 1 kg kuiva õhu kohta:
V ow.v = R T/lk. (6.17)
Niiske õhu erimaht:
v=V ow.v /(1+d). (6.17a)
Auru-õhu segu erimassi soojusmahtuvus:
alates cm = koos sisse +d s P . (6.18)
Veeauru toodetakse aurukateldes konstantsel rõhul ja püsival temperatuuril. Esiteks soojendatakse vett keemistemperatuur (see jääb konstantseks) või küllastustemperatuur. . Edasisel kuumutamisel muutub keev vesi auruks ja selle temperatuur püsib konstantsena kuni vee täieliku aurustumiseni. Keetmine on aurustumisprotsess kogu vedeliku mahus. Aurustumine - aurustumine vedeliku pinnalt.
Aine üleminekut vedelast olekust gaasilisse olekusse nimetatakse aurustamine ja gaasilisest olekust vedelaks kondensatsioon . Soojushulka, mis tuleb veele anda, et see keemistemperatuuril vedelast olekust auruks muutuks, nimetatakse aurustumissoojus .
Kütmiseks vajalik soojushulk 1 kg vett 1 0 C kohta nimetatakse vee soojusmahtuvus . = 1 kcal/kg. deg.
Vee keemistemperatuur sõltub rõhust (on olemas spetsiaalsed tabelid):
R abs = 1 kgf / cm 2 = 1 atm, t k \u003d 100 ° С
R abs = 1,7 kgf / cm2, t k \u003d 115 ° С
R abs = 5 kgf / cm2, t k \u003d 151 ° С
R abs = 10 kgf / cm2, t k = 179°С
R abs = 14 kgf / cm2, t k = 195°С
Veetemperatuuril katlaruumides väljalaskeava juures 150 ° C ja tagasivool t sisse-
70°C juures kannab iga kg vett 80 kcal soojust.
Auruvarustussüsteemides 1 kg veeauruga kaasaskantav ca 600 kcal soojust.
Vesi on praktiliselt kokkusurumatu. Võtab väikseima mahu t=+4°С. Kell tüle ja alla +4°C vee maht suureneb. Temperatuuri, mille juures algab liigse veeauru kondenseerumine, nimetatakse t "kastepunktiks".
Eristada auruga küllastunud Ja ülekuumenenud. Aurustumise käigus lendavad osa molekule vedeliku pinnalt maha ja moodustavad selle kohale auru. Kui vedeliku temperatuur hoitakse konstantsena, st sellele antakse pidevalt soojust, suureneb välja pääsevate molekulide arv, samas kui aurumolekulide kaootilise liikumise tõttu toimub samaaegselt auru tekkega vastupidine protsess. - kondenseerumine, mille käigus osa aurumolekule naaseb vedelikku.
Kui aurustumine toimub suletud anumas, siis auru hulk suureneb, kuni saavutatakse tasakaal, st vedeliku ja auru hulk muutub konstantseks.
Auru, mis on oma vedelikuga dünaamilises tasakaalus ning mille temperatuur ja rõhk on sellega sama, nimetatakse küllastunud aur.
Märg küllastunud aur, mida nimetatakse auruks, milles on katlavee tilgad; nimetatakse küllastunud auru ilma veepiiskadeta kuiv küllastunud aur .
Kuiva küllastunud auru osakaalu märjas aurus nimetatakse auru kuivusastmeks (x). Sel juhul on auru niiskusesisaldus võrdne 1 - X. Kuiva küllastunud auru jaoks x = 1. Kui kuivale küllastunud aurule antakse soojust konstantsel rõhul, saadakse ülekuumendatud aur. Ülekuumendatud auru temperatuur on kõrgem kui katla vee temperatuur. Ülekuumendatud aur saadakse kuivast küllastunud aurust ülekuumendites, mis paigaldatakse katla lõõridesse.
Märga küllastunud auru kasutamine ei ole soovitav, sest selle liikumisel läbi aurutorustike tekivad liitmikesse, kurvidesse ja madalatesse kohtadesse aurutorustikes, aga ka aurupumpades koguneva kondensaadi hüdraulilised šokid (torude sees teravad löögid). , on võimalikud. Rõhu järsk langus aurukatlas atmosfäärirõhuni on väga ohtlik, mis võib tekkida katla tugevuse hädaolukorra rikkumise tagajärjel, kuna vee temperatuur enne sellist rõhumuutust oli üle 100 ° C, siis liigne soojus kulub aurustumisele, mis toimub peaaegu kohe. Auru kogus tõuseb järsult, mis põhjustab katla rõhu kohese tõusu ja tõsiseid kahjustusi. Mida suurem on vee maht boileris ja kõrgem selle temperatuur, seda suuremad on sellise hävimise tagajärjed. Auru maht on 1700 korda suurem vee mahust.
Ülekuumendatud aur – aur, mille temperatuur on kõrgem kui sama rõhuga küllastunud aur – ei sisalda niiskust. Ülekuumendatud auru toodetakse spetsiaalses ülekuumendis, kus kuiva küllastunud auru kuumutatakse suitsugaasidega. Katlaruumide kütmisel ülekuumendatud auru ei kasutata, seega ülekuumendi puudub.
Küllastunud auru peamised omadused:
1) t sat. aur = t kip. vesi antud R juures
2) t b.p. vesi oleneb boileris olevast Rsteamist
3) küllastunud aur kondenseerub.
Ülekuumendatud auru peamised omadused:
1) ülekuumendatud aur ei kondenseeru
2) t ülekuumendatud aur ei sõltu aururõhust katlas.
(Aurukatlas auru saamise skeem) (leheküljel 28 olevad kaardid on valikulised)
Soojustehnikas kasutatakse laialdaselt vett ja veeauru töö- ja jahutusvedelikuna. See on tingitud asjaolust, et vesi ja veeaur on suhteliselt heade termodünaamiliste omadustega ning ei mõjuta metalli ega elusorganismi halvasti. Aur tekib veest aurustumisel ja keetmisel.
Aurustumist nimetatakse aurustumiseks, mis toimub ainult vedeliku pinnal. See protsess toimub igal temperatuuril. Aurustumise käigus lendavad vedelikust välja molekulid, millel on suhteliselt suured kiirused, mille tulemusena väheneb järelejäänud molekulide keskmine kiirus, vedeliku temperatuur langeb.
Keetmist nimetatakse kiireks aurustumiseks kogu vedeliku massi ulatuses, mis tekib siis, kui vedelik kantakse läbi anuma seinte teatud koguses soojust.
Vee keemistemperatuur sõltub rõhust, mille all vesi asub, mida suurem on rõhk, seda kõrgemal temperatuuril hakkab vesi keema.
Näiteks atmosfäärirõhk on 760 mm. rt. Art. vastab t \u003d 100 0 C, mida suurem on rõhk, seda kõrgem on keemistemperatuur, mida madalam on rõhk, seda madalam on vee keemistemperatuur.
Kui vedelik keeb suletud anumas, tekib vedeliku kohal aur, milles on niiskuse tilgad. Sellist auru nimetatakse märjaks küllastunud auruks. Sel juhul on märja auru ja keeva vee temperatuur sama ja võrdne keemistemperatuuriga.
Kui soojust antakse pidevalt ja pidevalt, muutub kogu vesi, sealhulgas väikseimad tilgad, auruks. Sellist auru nimetatakse kuivaks küllastunudks.
Soojushulka, mis on vajalik 1 kg keemistemperatuurini t kuumutatud vedeliku muundamiseks auruks, nimetatakse latentse aurustumissoojuseks (kcal / kg).
Varjatud aurustumissoojus sõltub rõhust, mille juures aurustumisprotsess toimub. Niisiis, atmosfäärirõhul 760 mm Hg. Art. latentne aurustumissoojus r = 540kcal/kg. Küllastunud aururõhu kõrgem väärtus vastab madalamale latentsele aurustumissoojusele ja madalam väärtus suuremale latentsele aurustumissoojusele.
Aur on küllastunud ja ülekuumenenud. Väärtust, mis määrab kuiva küllastunud auru koguse 1 kg märjas aurus protsentides, nimetatakse auru kuivusastmeks ja seda tähistatakse tähega X (x). Kuiva küllastunud auru jaoks X = 1.
Küllastunud auru niiskus aurukateldes peaks jääma vahemikku 1-3%, see tähendab selle kuivusaste X = 100 - (1-3) = 99 - 97%.
Veeosakeste eraldamist aurust nimetatakse eraldamiseks ja selleks mõeldud seadet separaatoriks.
Vee üleminekut vedelast olekust gaasilisse olekusse nimetatakse aurustumiseks ja gaasilisest vedelasse - kondenseerumiseks. Auru, mille temperatuur teatud rõhu korral ületab küllastunud auru temperatuuri, nimetatakse ülekuumendatud. Temperatuurierinevust ülekuumendatud ja kuiva küllastunud auru vahel samal rõhul nimetatakse auru ülekuumenemiseks.
