Garīgā siltuma daļa

Kas ir sūkļa sausums?

Sūklis tiek saukts par saistītu un sausu, ja tā spiediens ir tāds, ka tās temperatūra sakrīt ar viršanas temperatūru. Praktiski grūti iegūt saisto sūkli, un sūklis bieži satur ūdens pilienus. Tāpēc sūklis, ko ģenerē katla kamerā, bieži ir mitrs un satur daudzumu. Ja sūkļa mitruma satura masas procentos ir 7%, tad sūkļa sausuma frakcija tiek aprēķināta kā 0,93, tas nozīmē, ka sūklis ir tikai 93% sauss. Mitra sūkļa izskalošanās entalpija tiek izteikta kā specifiskās entalpijas (hfg) un sausuma frakcijas (x) reizinājums. Mitrā sūkļa un saisto sūkļa siltummasas atšķiras. Saisto sūkļa siltummasa (izmantojamā enerģija) ir lielāka nekā mitra sūkļa.

Faktiskā Izskalošanās Enthalpija
Faktiskā Kopējā Mitrā Sūkļa Enthalpija
Kur, hf ir šķidruma entalpija.
Ūdens blīvums ir lielāks nekā sūkļa, tāpēc ūdens specifiskais tilpums ir mazāks nekā sūkļa specifiskais tilpums.
Tādējādi mitros sūkļa ūdens pilieni ieņem neglaidu telpu, un mitra sūkļa specifiskais tilpums ir mazāks nekā saisto sūkļa un tiek aprēķināts pēc formulas:
Faktiskais specifiskais tilpums = x vg
Kur, vg ir saisto sūkļa specifiskais tilpums

Sūkļa fāzes diagramma

Enthalpijas un temperatūras attiecība atbilstoši dažādiem spiediena diapazoniem grafiski attēlo fāzes diagrammā.

Šķidruma entalpija (hf) fāzes diagrammā

Kad ūdeni sildīs no 0°C līdz satura temperatūrai atmosfēras spiedienā, tas sekotu satura šķidruma līnijai, līdz tas saņem visu savu šķidruma entalpiju hf, kas attēlots (A-B) fāzes diagrammā.

Satura sūkļa entalpija (hfg)

Jebkura papildu siltuma pievienošana rezultē fāzes maiņā uz satura sūkli, kas attēlots (hfg) fāzes diagrammā, t.i. B-C

Sausuma frakcija (x)

Ja tiek piemērots sildums, šķidrums sāk mainīt savu fāzi no šķidruma uz gāzi, un tādējādi sausuma frakcija sāk palielināties, t.i. pārvietojas uz vienību. Fāzes diagrammā sausuma frakcija ir 0,5 tieši vidū starp līnijām B-C. Līdzīgi punktā C fāzes diagrammā sausuma frakcijas vērtība ir 1.

Līnija C-D

Punkts C ir satura gāzes līnijā, jebkura papildu siltuma pievienošana rezultē sūkļa temperatūras palielināšanos, t.i. sūkļa superizsildīšanās sākums, kas attēlots līnijā C – D.

Šķidruma zona

Reģions pa kreisi no satura šķidruma līnijas.

Superizsildīšanas zona

Reģions pa labi no satura gāzes līnijas.

Divfāzes zona

Telpa starp satura šķidruma un satura gāzes līniju ir šķidruma un gāzes misce. Misces ar dažādām sausuma frakcijām.

Kritiskais punkts

Tas ir virsotnes punkts, kur satura šķidruma un satura gāzes līnijas satiekas. Izskalošanās entalpija samazinās līdz nullei kritiskajā punktā, tas nozīmē, ka ūdens tiek tieši pārvērsts sūklī kritiskajā punktā un pēc tam.
Maksimālā temperatūra, kuru šķidrums var sasniegt vai pastāvēt, ir ekvivalenta kritiskajam punktam.

Kritiskā punkta parametri

Temperatūra 374,15°C, Spiediens 221,2 bara, vērtības, kas pārsniedz šos, ir superkritiskas vērtības un ir noderīgas Rankine cikla efektivitātes paaugstināšanā.

Blitzsūklis

Kas ir blitzsūklis?

Blitzsūklis tiek radīts, kad ūdens spiediens tiek samazināts no augsta uz zemu, un ūdens temperatūra ir augstāka nekā satura temperatūra zemā spiediena apstākļos. Tāpēc šis pārējo siltumu energija tiek izlejusies zemā spiediena apstākļos formā blitzsūklis, un šis sūklis tiek saukts par "blitzsūkli".