Вода – самая дешевая и широко используемая техническая жидкость для транспортировки и преобразования тепловой энергии. Вода химически очень стабильна и обладает прекрасными тепловыми свойствами, поэтому она используется в качестве основного теплоносителя в паровых электростанциях и для целей отопления. Значение воды и пара в отоплении и науке неоспоримо.
При нормальном атмосферном давлении вода меняет свою фазу и превращается в пар при температуре около 100ºC при добавлении тепла и превращается в твердый лед при температуре около 0ºC при отводе тепла. Температура испарения, называемая температурой насыщения, увеличивается с увеличением давления. Другое явление заключается в том, что при испарении из жидкой воды она проходит через смешанную фазу, называемую зоной насыщения, где вода и пар возникают одновременно до полного превращения в сухой пар и в течение этого времени температура не повышается при сохранении постоянного давления . Вне зоны насыщения температура продолжает расти при постоянном давлении.
Явление фазы насыщения происходит до определенной точки, называемой критической точкой, а выше критического диапазона давления и критической температуры вода непосредственно превращается в пар, минуя зону насыщения. Таким образом, кроме фазы водяного льда, сам водяной пар и водная фаза имеют широкий спектр изменяющихся состояний и обусловливают сложность определения различных свойств на разных стадиях.
В централизованном теплоснабжении обычно используемыми интенсивными свойствами пара и воды являются давление и температура, а также экстенсивные свойства, такие как энтальпия, энтропия, доля сухости, удельный объем, вязкость, изобарическая и изохорная теплоемкость и теплопроводность. Есть и другие свойства, которые используются по необходимости, но используются они не часто. Интенсивные свойства, такие как давление и температура, могут быть измерены непосредственно с помощью приборов, но большинство других экстенсивных свойств требуют расчета. Ручной расчет обширных свойств требует относительно сложных и длительных математических процедур и обычно не выполним в повседневной инженерной работе.
Таблицы пара и диаграмма Молье (график, показывающий термодинамические свойства пара и воды), основанные на интенсивных свойствах и других экстенсивных свойствах, используются в промышленности более 100 лет. Несмотря на то, что паровые таблицы и диаграммы по-прежнему предоставляют достаточно приемлемые данные, всегда трудно получить точные результаты из таблиц и диаграмм из-за ошибок интерполяции. Эти трудности были в значительной степени преодолены с появлением персональных компьютеров. Международная ассоциация свойств воды и пара (IAPWS), орган, ответственный за предоставление рекомендаций по процедуре расчета, проделала большую работу по стандартизации методов с учетом электронно-вычислительных машин. Фактически использование программ для расчета свойств пара и воды, основанных на процедурах IAPWS, в настоящее время стало инженерным стандартом.
Получить или даже загрузить бесплатную версию программного обеспечения для определения свойств пара и воды через Интернет несложно. Тем не менее, вы должны быть осторожны в выборе правильного. Обзор некоторых из них показывает, что не все они одинаково хороши. Первое, на что нужно обратить внимание, это посмотреть, может ли программа отобразить все соответствующие свойства, если любые два свойства, такие как давление, температура, энтальпия, энтропия и сухая доля (а иногда и удельный объем), заданы в качестве входных параметров. Многие программы не включают весь спектр параметров ввода и вывода.
Следующее, что нужно сделать, это проверить, поддерживает ли программа использование единиц СИ, английских и американских единиц. Ключевым аспектом является точность, которую должен проверить покупатель, используя данные, предоставленные специально для тестирования в IAPWS. Некоторые программы поставляются с графическими функциями наряду с базовым числовым вводом/выводом, но их использование может быть более подходящим для исследований в классе и исследовательской работы. Текущая модификация программы — еще один аспект, требующий внимания покупателей, когда IAWPS выпускает уведомление об изменении, и, к сожалению, многие розничные продавцы не справляются с этим быстро. Цена – это последний вопрос, на который покупатель должен потратить время. Это стоит искать, так как цена программного обеспечения может сильно различаться для одних и тех же функций. Покупатель должен найти правильный и сравнить цену, прежде чем принимать какое-либо решение.
Можно резюмировать, что парогенераторам настоятельно рекомендуется использовать программное обеспечение, и им необходимо оценить, основана ли программа на последней редакции IAWPS, обеспечивает ли она максимальный выбор входных/выходных данных и характеристик агрегата, точность, возможности обновления и последняя, но не менее важная цена.
Чтобы узнать больше о свойствах пара и воды, посетите веб-сайт
