เศษส่วนความแห้งของไอน้ำ

อะไรคือ Dryness Fraction?

ไอน้ำ จะถูกเรียกว่าเป็นไอน้ำอิ่มตัวเมื่อที่ความดันเฉพาะนั้นมีอุณหภูมิเท่ากับจุดเดือด ในการปฏิบัติจริงการผลิตไอน้ำอิ่มตัวแห้งนั้นยาก และไอน้ำมักจะมีหยดน้ำปะปนอยู่ ดังนั้น ไอน้ำที่สร้างขึ้นในกระบอกของหม้อไอน้ำมักจะเปียกและมีความชื้นบางส่วน หากปริมาณความชื้นของไอน้ำคิดเป็น 7% โดยมวล แล้ว dryness fraction ของไอน้ำ จะถูกกล่าวว่าเป็น 0.93 ซึ่งหมายความว่า ไอน้ำแห้งเพียง 93%
พลังงานความร้อนของการระเหิดของไอน้ำเปียกแสดงเป็นผลคูณของความร้อนจำเพาะ (hfg) และ dryness fraction (x) พลังงานความร้อนของไอน้ำเปียกและไอน้ำอิ่มตัวแห้งแตกต่างกัน ไอน้ำอิ่มตัวแห้งมีพลังงานความร้อน (พลังงานที่ใช้ได้) สูงกว่าไอน้ำเปียก

พลังงานความร้อนของการระเหิดจริง
พลังงานความร้อนรวมจริงของไอน้ำเปียก
ที่ hf คือ ความร้อนจำเพาะของของเหลว
ความหนาแน่นของน้ำสูงกว่าไอน้ำ ดังนั้น ปริมาตรจำเพาะของน้ำจะน้อยกว่าของไอน้ำมาก
ดังนั้น หยดน้ำในไอน้ำเปียกจะไม่ครอบครองพื้นที่มาก และปริมาตรจำเพาะของไอน้ำเปียกจะน้อยกว่าของไอน้ำแห้งและกำหนดโดยสูตร:
ปริมาตรจำเพาะจริง = x vg
ที่ vg คือ ปริมาตรจำเพาะของไอน้ำอิ่มตัวแห้ง

แผนภาพเฟสของไอน้ำ

ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานความร้อนและอุณหภูมิที่สอดคล้องกับช่วงความดันต่าง ๆ แสดงอย่างกราฟิกในแผนภาพเฟส

พลังงานความร้อนของของเหลว (hf) บนแผนภาพเฟส

เมื่อน้ำถูกทำความร้อนจาก 0oC ถึงอุณหภูมิอิ่มตัวที่ความดันบรรยากาศ มันจะตามเส้นของของเหลวอิ่มตัวจนกระทั่งได้รับพลังงานความร้อนจำเพาะ hf ทั้งหมด และแสดงโดย (A-B) บนแผนภาพเฟส

พลังงานความร้อนของไอน้ำอิ่มตัว (hfg)

การเพิ่มความร้อนใด ๆ ต่อไปจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสเป็นไอน้ำอิ่มตัวและแสดงโดย (hfg) บนแผนภาพเฟส คือ B-C

Dryness Fraction (x)

เมื่อมีการเติมความร้อน ของเหลวจะเริ่มเปลี่ยนเฟสจากของเหลวเป็นไอ และ dryness fraction ของผสมก็จะเพิ่มขึ้น คือ เข้าใกล้ 1 ในแผนภาพเฟส dryness fraction ของผสมคือ 0.5 ที่ตรงกลางของเส้น B-C คล้ายกัน ที่จุด C บนแผนภาพ dryness fraction มีค่า 1

เส้น C-D

จุด C อยู่บนเส้นไอน้ำอิ่มตัว ความร้อนใด ๆ ที่เพิ่มขึ้นจะทำให้อุณหภูมิของไอน้ำเพิ่มขึ้น คือ การเริ่มต้นของการทำให้ไอน้ำอิ่มตัวเหนือกว่า แสดงโดยเส้น C – D

โซนของเหลว

พื้นที่ทางด้านซ้ายของเส้นของเหลวอิ่มตัว

โซนความร้อนสูง

พื้นที่ทางด้านขวาของเส้นไอน้ำอิ่มตัว

โซนสองเฟส

พื้นที่ระหว่างเส้นของเหลวอิ่มตัวและเส้นไอน้ำอิ่มตัว คือ ผสมของของเหลวและไอ ผสมที่มี dryness fractions หลากหลาย

จุดวิกฤต

เป็นจุดยอดที่เส้นของเหลวอิ่มตัวและเส้นไอน้ำอิ่มตัวมาบรรจบกัน พลังงานความร้อนของการระเหิดลดลงเป็นศูนย์ที่จุดวิกฤต หมายความว่าน้ำเปลี่ยนเป็นไอน้ำที่จุดวิกฤตและหลังจากนั้น
อุณหภูมิสูงสุดที่ของเหลวสามารถเข้าถึงหรือมีอยู่เท่ากับจุดวิกฤต

พารามิเตอร์ของจุดวิกฤต

อุณหภูมิ 374.15oC ความดัน 221.2 บาร์ ค่าที่สูงกว่านี้เป็นค่าที่เหนือกว่าวิกฤตและมีประโยชน์ในการเพิ่มประสิทธิภาพของวงจรRankine.

ไอน้ำแฟลช

อะไรคือไอน้ำแฟลช?

ไอน้ำแฟลช ถูก