درصد خشکی بخار

درباره کسر خشکی

بخار در صورتی به عنوان بخار اشباع شده خشک شناخته می‌شود که در فشار خاص، دمای آن با نقطه جوش برابر باشد. تولید بخار اشباع شده خشک در عمل دشوار است و بخار معمولاً قطرات آب را در بر می‌گیرد. بنابراین بخار تولید شده در ظرف کتر معمولاً مرطوب است و شامل مقداری رطوبت است. اگر محتوای رطوبت بخار ۷٪ از جرم باشد، کسر خشکی بخار ۰.۹۳ خواهد بود و این بدان معناست که بخار فقط ۹۳٪ خشک است.
انرژی تبخیر بخار مرطوب به صورت حاصل ضرب انرژی خاص (hfg) و کسر خشکی (x) بیان می‌شود. محتوای گرمایی بخار مرطوب و بخار اشباع شده خشک متفاوت است. بخار اشباع شده خشک دارای محتوای گرمایی (انرژی قابل استفاده) بیشتری نسبت به بخار مرطوب است.

انرژی تبخیر واقعی
انرژی کل واقعی بخار مرطوب
که در آن hf انرژی خاص مایع است.
چگالی آب بالاتر از چگالی بخار است، بنابراین حجم خاص آب بسیار کمتر از حجم خاص بخار است.
بنابراین قطرات آب در بخار مرطوب فضای قابل توجهی اشغال نمی‌کنند و حجم خاص بخار مرطوب کمتر از بخار خشک است و با فرمول زیر محاسبه می‌شود:
حجم خاص واقعی = x vg
که در آن vg حجم خاص بخار اشباع شده خشک است

نمودار فاز بخار

رابطه انرژی و دما در پهنای فشار مختلف به صورت گرافیکی در نمودار فاز نمایش داده می‌شود.

انرژی خاص مایع (hf) در نمودار فاز

وقتی آب از ۰oC تا دمای اشباع در فشار جوی گرم می‌شود، خط مایع اشباع را دنبال می‌کند تا تمام انرژی خاص مایع hf دریافت کند و در نمودار فاز با (A-B) نمایش داده می‌شود.

انرژی خاص بخار اشباع (hfg)

افزودن هر گرمای بیشتر منجر به تغییر فاز به بخار اشباع شده می‌شود و در نمودار فاز با (hfg) نمایش داده می‌شود یعنی B-C

کسر خشکی (x)

وقتی گرما اعمال می‌شود، مایع شروع به تغییر فاز از مایع به بخار می‌کند و سپس کسر خشکی مخلوط شروع به افزایش می‌کند یعنی به یکی نزدیک می‌شود. در نمودار فاز کسر خشکی مخلوط در نقطه میانی خط B-C برابر ۰.۵ است. به طور مشابه در نقطه C در نمودار فاز کسر خشکی ۱ است.

خط C-D

نقطه C در خط بخار اشباع است، افزودن گرما بیشتر منجر به افزایش دمای بخار می‌شود یعنی شروع گرم شدن بخار که با خط C-D نمایش داده می‌شود.

منطقه مایع

ناحیه سمت چپ خط مایع اشباع.

منطقه گرم شدن بیش از حد

ناحیه سمت راست خط بخار اشباع.

منطقه دو فازی

ناحیه بین خط مایع اشباع و خط بخار اشباع شامل مخلوط مایع و بخار است. مخلوط‌های با کسر خشکی‌های مختلف.

نقطه بحرانی

این نقطه اوج است که خط مایع اشباع و خط بخار اشباع یکدیگر را ملاقات می‌کنند. انرژی تبخیر در نقطه بحرانی به صفر رسیده است، یعنی آب مستقیماً در نقطه بحرانی و بعد از آن به بخار تبدیل می‌شود.
بالاترین دمایی که مایع می‌تواند به دست آورد یا وجود داشته باشد برابر با نقطه بحرانی است.

پارامترهای نقطه بحرانی

دمای ۳۷۴.۱۵oC، فشار ۲۲۱.۲ بار، مقادیر بالاتر از این مقادیر مقادیر فوق بحرانی هستند و مفید هستند برای افزایش کارایی دوره رانکین.

بخار فلش

بخار فلش چیست؟

بخار فلش وقتی