Теплоноситель (рабочее тело) — газообразное или жидкое вещество, используемое в машинах как средство для преобразования энергии, получения теплоты или холода. В котельных в качестве теплоносителей применяют воду и водяной пар, для характеристики которых используют такие параметры их физического состояния, как температура, давление, удельный объем, плотность, теплоемкость, концентрация компонентов, энтальпия (теплосодержание), влажность (для пара), скрытая теплота парообразования (конденсации) и др. Температура является мерой теплового состояния или степени нагрева тела. Тепловое состояние характеризуется интенсивностью теплового движения атомов, молекул. Температура тела характеризуется его средней внутренней энергией. При нагревании температура тела начинает повышаться, но при определенной температуре, соответствующей моменту перехода тела из одного агрегатного состояния в другое, например при конденсации или плавлении, температура не изменяется. Единицей измерения температуры является градус. В отечественной технической литературе используют градусы шкал Цельсия (°С) и Кельвина (К). На шкале Цельсия 1 °С = 1/100 разности температуры кипения воды (100 °С) при атмосферном давлении 0,1 МПа (760 мм рт. ст.) и температуры таяния льда (0 °С). В системе СИ используют шкалу Кельвина, на которой 1 К (кельвин) = = 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. На шкале Кельвина температура +273,26 К соответствует точке, в которой три фазы воды — твердая, жидкая и газообразная — находятся в равновесии. Размер делений на шкалах Цельсия и Кельвина одинаков, поэтому 1 °С = 1 К. Таким образом, точка таяния льда по шкале Кельвина равна 273,16 (округленно 273) К, а точка кипения воды 373 К. Связь между температурами Кельвина (Т, К) и Цельсия (t, °С) определяется соотношениями: Т = (t + 273), К; t= (Т- 273), °С. Давление — это физическая величина, характеризующая интенсивность сил, действующих на тело. Давление равно отношению нормально (перпендикулярно к поверхности) направленной силы Fк площади поверхности S, на которую она действует, т.е. р = F/S, Н/м2 (эта размерность имеет название «паскаль», т.е. 1 Па = 1Н/м2). Различают давление атмосферное, избыточное и абсолютное. Атмосферным называют давление воздуха на землю и на предметы, расположенные на ней. Это давление измеряется барометром, поэтому его также называют барометрическим и обозначают Рбар. В Международной системе единиц (СИ) 1 бар = 105 Па (или 10 Н/м2, или 0,1 МПа). Абсолютное давление может быть как выше, так и ниже атмосферного. Если давление в системе ниже атмосферного, то оно называется разрежением (вакуумом) /;ра,р. В этом случае давление в закрытом сосуде равно сумме атмосферного и избыточного давлений: Избыточное давление Ризб характеризует превышение давления в системе над атмосферным. Это давление измеряется манометром, поэтому также его называют манометрическим. Абсолютное давление Рабс, т.е. давление жидкости или газа в закрытом сосуде, В практике применяют единицу давления «паскаль» и кратные ей значения. Таким образом 1 Н/м2 = 1 Па; 1 килопаскаль (кПа) = = 103 Па; 1 мегапаскаль (МПа) = 106 Па. Используются также внесистемные принятые в отрасли единицы измерения давления: кгс/см2 — килограмм-сила на квадратный сантиметр; мм рт. ст. — миллиметры ртутного столба; мм вод. ст. — миллиметры водяного столба; физическая и техническая атмосферы. Все эти единицы связаны между собой следующим образом: физическая атмосфера (давление воздуха на уровне моря, равное 760 мм рт. ст. при температуре 0 °С) 1 атм = 760 мм рт. ст. = 101 325 Па = 101 кПа = 0,1 МПа; техническая атмосфера 1 ат = 1 кгс/см2 = 795,56 мм рт. ст. = 98 066,5 Па = 0,098 МПа; миллиметр ртутного столба и миллиметр водяного столба 1 мм рт. ст. = 133 Па; 1 мм вод. ст. = 9,81 Па = 10 Па. Плотность р газа, воды или пара — величина, обратная удельному объему, кг/м3, Удельный объем V0 газа, воды или пара — это объем единицы массы соответствующего рабочего тела (вещества). Если рабочее тело (вещество) массой т, кг, занимает объем V, м3, то удельный его объем составит, м3/кг, Определение остальных физических параметров (теплоемкости как параметра процесса, энтальпии и др.) приведено далее в соответствующих разделах настоящего пособия.
