Ступінь сухості пару

Що таке коефіцієнт сухості?

Пар називається насиченим сухим, коли при певному тиску його температура дорівнює точці кипіння. На практиці важко отримати насичений сухий пар, і пар часто містить водяні краплі. Тому пар, що утворюється в барабані котла, часто бувати вологим і містить деяку кількість вологи. Якщо вміст вологи в парі становить 7% за масою, то коефіцієнт сухості пару становить 0,93, що означає, що пар на 93% сухий.
Ентальпія парування вологого пару виражається як добуток специфічної ентальпії (hfg) і коефіцієнта сухості (x). Тепловміст вологого пару і насиченого сухого пару різний. Насичений сухий пар має більший тепловміст (корисну енергію) ніж вологий пар.

Фактична ентальпія парування
Фактична загальна ентальпія вологого пару
Де hf — ентальпія рідини.
Щільність води вища, ніж пару, тому специфічний об'єм води значно менший, ніж специфічний об'єм пару.
Таким чином, водяні краплі в вологому парі займають незначну просторову область, і специфічний об'єм вологого пару менший, ніж насиченого сухого пару, і визначається формулою:
Фактичний специфічний об'єм = x vg
Де vg — специфічний об'єм насиченого сухого пару

Діаграма фаз пару

Зв'язок ентальпії та температури при різних діапазонах тиску графічно представлений на діаграмі фаз.

Ентальпія рідини (hf) на діаграмі фаз

Коли воду нагрівають від 0oC до її температури насичення при атмосферному тиску, вона слідує лінії насиченої рідини, доки не отримає всі свої ентальпійні hf і представлена (A-B) на фазовій діаграмі.

Ентальпія насиченої пари (hfg)

Додаткова подача тепла призводить до зміни фази в насичену пару, що представлено (hfg) на фазовій діаграмі, тобто B-C

Ступінь сухості (x)

При підачі тепла рідина починає змінювати свою фазу від рідини до пари, і ступінь сухості суміші починає зростати, тобто наближається до одиниці. На фазовій діаграмі ступінь сухості суміші становить 0,5 точно посередині лінії B-C. Аналогічно, на точці C на фазовій діаграмі ступінь сухості становить 1.

Лінія C-D

Точка C знаходиться на лінії насиченої пари, будь-яка додаткова підача тепла призводить до збільшення температури пари, тобто початок наднагріву пари, що представлена лінією C – D.

Регіон рідини

Регіон ліворуч від лінії насиченої рідини.

Регіон наднагріву

Регіон праворуч від лінії насиченої пари.

Двофазна зона

Площа між лініями насиченої рідини та насиченого пару є сумішшю рідини і пару. Суміш з різними частками сухості.

Критична точка

Це верхня точка, де лінії насиченої рідини та насиченого пару зустрічаються. Ентальпія парування зменшується до нуля в критичній точці, це означає, що вода безпосередньо перетворюється на пар у критичній точці та після неї.
Максимальна температура, яку може досягти або існувати рідина, еквівалентна критичній точці.

Параметри критичної точки

Температура 374.15°C, Тиск 221.2 бар, значення вище цього є надкритичними значеннями та корисними для підвищення ефективності циклу Ренкіна.

Флеш-пар

Що таке флеш-пар?

Флеш-пар виробляється, коли тиск води знижується з високого до низького, і вода має вищу температуру, ніж насичена температура при низькому тиску. Таким чином, ця надлишкова теплова енергія віддається при низькому тиску у формі флеш-пару, і пар, що виробляється, є "флеш-паром".

Флеш-парування

Це надлишкова енергія або ентальпія, яка стає доступною (завдяки падінню тиску), випаровує деяку частину води/конденсату при зниженні тиску.
Кількість виробленого флеш-пару задається формулою:
hf при 6 бар = 697,22 кДж/кг
hf при 0 бар = 417,5 кДж/кг
hfg при 0 бар = 2258 кДж/кг
Вироблення флеш-пару для конденсату за значеннями, наведеними на рисунку 1 = 0,124 кг пару на кг води
АБО
= 12,4 %

Ефекти флеш-пару

Нижче наведено області, де слід врахувати ефект флеш-пару, інакше це може призвести до водяного молота:

• Розміри вентиляційного отвору резервуара для конденсату

• Трубопровод відведення пара з парового клапана.

• Розміри трубопроводу повернення конденсату.

Заява: Поважайте оригінал, добре складені статті варті поширення, якщо є порушення авторських прав, будь ласка, зверніться для видалення.