Oorgestoomde Stoom en Stoom Fase Diagram

Oorgestoomde Stoom

Wanneer gesatureerde stoom wat in 'n stoomketel gegenereer is, verder deur warmteoorgawe oppervlaktes vloei, sal sy temperatuur bo die verdamping- of saturasietemperatuur begin styg.
Stoom word as oorgestoom beskryf as sy temperatuur hoër is as sy saturasietemperatuur. Die graad van oorgestoom is direk verwant aan die temperatuur van die gestoomde stoom bo die saturasietemperatuur.

Oorgestoom kan slegs aan gesatureerde stoom en nie aan stoom met vochtigheidsinhoud gegee word nie. Vir die bereiking van oorgestoom, moet gesatureerde stoom deur 'n ander warmteoorgawer gaan. Hierdie warmteoorgawer vir oorgestoom word 'n sekondêre warmteoorgawer binne die ketel genoem. Heet rookgas wat uit die ketel kom, word as die beste manier om gesatureerde stoom te verhit beskou.

Oorgestoomde stoom vind sy toepassing in stoom kragstasies vir die generering van elektriese krag. In stoomturbines, betree oorgestoomde stoom aan die een einde en verlaat die ander einde na die kondensor (mag water- of luggekoel wees). Die verskil in oorgestoomde stoom energie tussen die turbine-ingang en -uitgang veroorsaak dat die turbine rotor draai. Terwyl dit deur die turbine rotor vloei, is daar 'n geleidelike vermindering in die stoomenergie.

Dit is dus noodsaaklik om by die turbine-ingang voldoende oorgestoom te hê, om die kondensering van nat stoom by die laaste dele van die turbine rotor te vermy.

Basies het 'n stoomturbine rotor 'n aantal stadiums en die stoom moet deur elke stadium gaan voordat dit die kondensor bereik. So as voldoende oorgestoom nie by die turbine-ingang verskaf word nie, dan kan die stoom gesatureerd raak terwyl dit die laaste stadiums van die rotor bereik en daarna natter word terwyl dit deur elke suksesiewe stadium gaan.

Nat stoom by die agterste einde van die rotor is baie gevaarlik omdat dit kan lei tot Waterhamer en ernstige erosie by die laaste stadiums van die turbineblare. Om hierdie probleem te oorkom, is dit raadsaam om die ingangsstoomparameters van die stoomturbine-inset so te ontwerp dat oorgestoomde stoom by die turbine-ingang toegelaat word en die turbine-uitlaat ontwerp is om die stoomparameters naby gesatureerde toestande te maak.

Een van die hoofredes vir die gebruik van oorgestoomde stoom in 'n stoomturbine is 'n merkbare verbetering in die termiese effektiwiteit van die siklus.

Die effektiwiteit van 'n warmtemotor kan bepaal word deur:

Carnot Siklus effektiwiteit: Verhouding van temperatuurverskil tussen ingang en uitgang tot ingangstemperatuur.

Rankine siklus effektiwiteit: Verhouding van warmte-energie by die turbine-ingang en -uitgang tot die totale warmte-energie geneem van die stoom.
2. Voorbeeld van die berekening van die Carnot Siklus en Rankine Siklus Effektiwiteit.
Verduidelik deur voorbeeld:
'n Turbine word versien met oorgestoomde stoom by 96 bar by 490oC. Die uitslag is by 0.09 bar en 12% vochtigheid.
Temperatuur van gesatureerde stoom is: 43.7oC
Bepaal en vergelyk die Carnot Siklus en Rankine siklus.
Prosedure om die Carnot siklus effektiwiteit te bepaal :

Prosedure om die Rankine siklus effektiwiteit te bepaal :
Waar,

Sinnige warmte in kondensaat wat ooreenkom met uitslagdruk van 0.09 bar in KJ/Kg = 183.3
3.
Stoom-Fase diagram is 'n grafiese voorstelling van data verskaf in die stoomtabel. Stoom-Fase diagram gee die verhouding tussen enthalpie, temperatuur ooreenkomstig verskeie drukte. Vloeistof Enthalpie hf. Dit word deur lyn A-B op die fase-diagram voorgestel. Wanneer water begin warmte ontvang van 0o C, dan ontvang dit al sy vloeistof enthalpie langs die gesatureerde waterlyn A-B op die fase-diagram

Enthalpie van Gesatureerde Stoom (hfg): Elke verdere warmte-toevoer lei tot 'n faseverandering na gesatureerde stoom en word deur (hfg) op fase-diagram verteenwoordig, d.w.s. B-C.

Droogheidsfraksie (x): Wanneer warmte toegepas word, begin die vloeistof sy fase van vloeistof na damp verander en dan begin die droogheidsfraksie van die mengsel vermeerder, d.w.s. beweeg na eenheid. Op die fase-diagram is die droogheidsfraksie van die mengsel 0.5 presies in die middel van lyn BC. Soortgelyk is die droogheidsfraksie waarde by punt c op die fase-diagram 1.

Lyn C-D Punt c is op die gesatureerde damplyn, elke verdere warmte-toevoer lei tot 'n verhoging in die stoomtemperatuur, d.w.s. begin van stoom-oorgestoom verteenwoordig deur lyn C-D.
Vloeistofzone → Gebied na links van die gesatureerde vloeistoflyn
Oorgestoomzone → Gebied na regs van die gesatureerde damplyn
Twee-fasezone → Area tussen die gesatureerde vloeistof- en gesatureerde damplyn is 'n mengsel van vloeistof en damp. Mengsels met verskillende droogheidsfraksies.
Kritieke Punt → Dit is die toppunt waar die gesatureerde vloeistof- en gesatureerde damplyne saamkom. Enthalpie van verdamping verminder tot nul by die kritieke punt, dit beteken dat water direk na stoom verander by die kritieke punt en daarna.
Die maksimum temperatuur wat 'n vloeistof kan bereik of bestaan, is gelyk aan die kritieke punt.
Kritieke punt Parameters → Temperatuur 374.15oC
Druk → 221.2 bar

Waardes hierbo is superkritiese waardes en is nuttig om die effektiwiteit van die Rankine-siklus te verhoog.

Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goeie artikels waardevol te deel, as dit inbreukpleging is kontak verwyder.