Буранган булиш дарежаси

Что такое степень сухости?

Пар называется насыщенным и сухим, когда при данном давлении его температура равна точке кипения. В практике трудно получить абсолютно сухой насыщенный пар, и пар часто содержит капли воды. Поэтому пар, образующийся в барабане котла, часто бывает влажным и содержит некоторую влагу. Если содержание влаги в паре составляет 7% по массе, то степень сухости пара составляет 0,93, что означает, что пар только на 93% сух.
Энтальпия испарения влажного пара выражается как произведение удельной энтальпии (hfg) и степени сухости (x). Тепловое содержание влажного пара и сухого насыщенного пара различаются. Сухой насыщенный пар имеет большее тепловое содержание (используемая энергия), чем влажный пар.

Фактическая энтальпия испарения
Фактическая общая энтальпия влажного пара
Где, hf — это энтальпия жидкости.
Плотность воды выше, чем плотность пара, поэтому удельный объем воды намного меньше, чем удельный объем пара.
Таким образом, капли воды в влажном паре занимают незначительное пространство, и удельный объем влажного пара меньше, чем у сухого пара, и определяется формулой:
Фактический удельный объем = x vg
Где, vg — это удельный объем сухого насыщенного пара

Диаграмма фаз пара

Соотношение энтальпии и температуры для различных диапазонов давления графически представлено на диаграмме фаз.

Энтальпия жидкости (hf) на диаграмме фаз

Когда воду нагревают от 0oC до ее точки насыщения при атмосферном давлении, она следует линии насыщенной жидкости до тех пор, пока не получит всю свою энтальпию жидкости hf, что представлено на диаграмме фаз (A-B).

Энтальпия насыщенного пара (hfg)

Любое дальнейшее добавление тепла приводит к изменению фазы в насыщенный пар, что представлено (hfg) на диаграмме фаз, т.е. B-C

Степень сухости (x)

Когда применяется тепло, жидкость начинает менять свою фазу от жидкости к пару, и степень сухости смеси начинает увеличиваться, т.е. движется к единице. На диаграмме фаз степень сухости смеси составляет 0,5 ровно посередине линии B-C. Аналогично, на точке C на диаграмме фаз степень сухости составляет 1.

Линия C-D

Точка C находится на линии насыщенного пара, любое дальнейшее добавление тепла приводит к увеличению температуры пара, т.е. начало перегрева пара, представленное линией C-D.

Жидкая зона

Регион слева от линии насыщенной жидкости.

Зона перегрева

Регион справа от линии насыщенного пара.

Зона двух фаз

Область между линией насыщенной жидкости и линией насыщенного пара — это смесь жидкости и пара. Смесь с разными степенями сухости.

Критическая точка

Это вершина, где линии насыщенной жидкости и насыщенного пара пересекаются. Энтальпия испарения уменьшается до нуля в критической точке, что означает, что вода непосредственно переходит в пар в критической точке и после нее.
Максимальная температура, которую может достичь или существовать жидкость, эквивалентна критической точке.

Параметры критической точки

Температура 374.15oC, Давление 221.2 бар, значения выше этого являются сверхкритическими и полезны для повышения эффективности цикла Ренкина.

Вспышечный пар

Что такое вспышечный пар?

Вспышечный пар образуется, когда давление воды снижается с высокого до низкого, и вода находится при более высокой температуре, чем температура насыщения при низком давлении. Таким образом, избыточная тепловая энергия высвобождается при низком давлении в виде вспышки, и пар, образованный таким образом, называется "вспышечным паром".