Párová suchost

Co je suchý zlomek?

Pára se nazývá suchá nasycená, když při daném tlaku její teplota odpovídá bodu varu. V praxi je obtížné vytvořit takovou páru a často obsahuje kapky vody. Pára vygenerovaná v bubnu kotlu bývá mokrá a obsahuje nějakou vlhkost. Pokud má pára hmotnostní obsah vody 7 %, pak se suchý zlomek pary říká 0,93, což znamená, že pára je pouze 93 % suchá.
Entalpie vypařování mokré páry se vyjadřuje jako součin specifické entalpie (hfg) a suchého zlomku (x). Tepelné obsahy mokré a suché nasycené páry jsou různé. Suchá nasycená pára má vyšší tepelný obsah (užitečnou energii) než mokrá pára.

Skutečná entalpie vypařování
Skutečná celková entalpie mokré páry
Kde hf je entalpie kapaliny.
Hustota vody je vyšší než hustota páry, takže specifický objem vody je mnohem menší než specifický objem páry.
Takže kapky vody v mokré páře zabírají zanedbatelný prostor a specifický objem mokré páry je menší než specifický objem suché páry a je dána vzorcem:
Skutečný specifický objem = x vg
Kde, vg je specifický objem suché nasycené páry

Fázový diagram páry

Vztah mezi entalpií a teplotou pro různé rozsahy tlaku je graficky znázorněn v fázovém diagramu.

Likvidní entalpie (hf) na fázovém diagramu

Když se voda ohřívá od 0oC do své nasycené teploty za atmosférického tlaku, následuje nasycenou likvidní linií, dokud nedostane všechnu svou likvidní entalpii hf a je reprezentována (A-B) na fázovém diagramu.

Entalpie nasycené páry (hfg)

Jakékoli další přidání tepla vede ke změně fáze na nasycenou páru a je reprezentováno (hfg) na fázovém diagramu, tedy B-C

Suchý zlomek (x)

Pokud se přidává teplo, pak likvid začíná měnit fázi z kapaliny na páru a suchý zlomek směsi začíná rostoucí, tedy blíží se k jednotce. Na fázovém diagramu je suchý zlomek směsi 0,5 přesně uprostřed linky B-C. Podobně na bodu C na fázovém diagramu je hodnota suchého zlomku 1.

Linka C-D

Bod C je na lince nasycené páry, jakékoli další přidání tepla vede k zvýšení teploty páry, tedy začátek superohřevu páry reprezentovaný linií C – D.

Zóna kapaliny

Oblast nalevo od linky nasycené kapaliny.

Zóna superohřevu

Oblast napravo od linky nasycené páry.

Dvoufázová zóna

Oblast mezi linkami nasycené kapaliny a nasycené páry je směs kapaliny a páry. Směs s různými suchými zlomky.

Kritický bod

Je to vrcholový bod, kde se setkávají linky nasycené kapaliny a nasycené páry. Entalpie vypařování klesá na nulu v kritickém bodě, což znamená, že voda se přímo mění na páru v kritickém bodě a poté.
Maximální teplota, kterou může dosáhnout nebo existovat kapalina, je ekvivalentní kritickému bodu.

Parametry kritického bodu

Teplota 374,15oC, Tlak 221,2 bar, hodnoty nad tímto jsou nadkritické hodnoty a jsou užitečné pro zvýšení efektivity Rankineho cyklu.

Blikající pára

Co je blikající pára?

Blikající pára se vytváří, když se tlak vody sníží z vysokého na nízký, pak je voda teplejší než nasycená teplota při nízkém tlaku. Tato přebytečná tepelná energie je uvolněna při nízkém tlaku ve formě blikání a pára tak vytvořená je "blikající pára".