Superebligita Vapo kaj Fazdiagramo de Vapo

Superĉefa Vapo

Kiam satura vapo generita en vaporŝanĝilo estas plu transdonata tra varmovadiloj, ĝia temperaturo komencos pligrandiĝi super la evaporaĵa aŭ satura temperaturo.
Vapo estas priskribata kiel superĉefa, se ĝia temperaturo estas pli alta ol sia satura temperaturo. La grado de superĉefeco estas direktproporciana al la temperaturo de la vaporo ŝanĝita super la satura temperaturo.

Superĉefeco povas esti provizita nur al satura vapo kaj ne al vapo kun prezenteco de humidaĵo. Por atingi superĉefecon, satura vapo devas pasi tra alia varmovadilo. Tiu varmovadilo por superĉefigo estas nomata sekunda varmovadilo ene de la vaporŝanĝilo. Varma fumgas eliranta de la vaporŝanĝilo estas konsiderata kiel la plej bona maniero por varmigi la satura vaporon.

Superĉefa vapo trovas sian aplikon en vaporaj energioplantoj por la generado de elektra energio. En vaporaj turbineroj, superĉefa vapo eniras je unu fino kaj eliras je la alia fino en la kondensilo (kiu povas esti akva aŭ aerrefrigita tipo). La diferenco de la superĉefa vapa energio inter la turena eniro kaj eliro kaŭzas la turniĝon de la turbinera rotor. Estas graduala reduktado de la vapa energio dum ĝia pasado tra la turbinera rotor.

Do, estas esence havi sufiĉan superĉefon je la turena eniro, por eviti la kondensigon de malseka vapo en la lasta parto de la turbinera rotor.

Fundamentale, la turbinera rotor havas plurajn stadiojn, kaj la vapo devas pasi tra ĉiu stadio antaŭ atingi la kondensilon. Do, se sufiĉa superĉefeco ne estas provizita en la vapo je la turena eniro, tiam la vapo povas iĝi satura dum atingo de la lastaj stadioj de la rotor kaj poste pli malseka dum pasado tra ĉiu sukcesiva stadio.

Malseka vapo je la fino de la rotor estas tre danĝera, ĉar ĝi povas konduki al Akva Martelo kaj severa erozio je la lastaj stadioj de la turbinaj folioj. Por venki tiun problemon, estas konseilinde disegni la enirparametrojn de la vapa turbinero en tia maniero, ke superĉefa vapo permesas eniri je la turena eniro, kaj la turbinera eliro estas disegnita por kongrui la vapajn parametrojn proksime al sataj kondiĉoj.

Unu el la ĉefaj kialoj por uzi superĉefan vaporon en vaporaj turbineroj estas apreciebla plibonigo de la termika efikeco de la ciklo.

La efikeco de varmotoro povas esti trovita uzante aŭ:

Efikeco de Carnot-ciklo: Rilatumo de la temperaturdiferenco inter eniro kaj eliro al la enira temperaturo.

Efikeco de Rankine-ciklo: Rilatumo de la varmecejo je la turena eniro kaj eliro al la tuta varmecejo prenita de la vapo.
2. Ekzemplo de kalkulado de la Carnot-ciklo kaj Rankine-cikla Efikeco.
Elstarigita per ekzemplo:
Turbinero estas provizita per superĉefa vapo je 96 baroje 490oC. La eliro estas je 0.09 baro kaj je 12 % malsekeco.
Temperaturo de sata vapo estas : 43.7oC
Determinu kaj komparu la Carnot-ciklan kaj Rankine-ciklan efikecon.
Proceduro por determini la Carnot-ciklan efikecon :

Proceduro por determini la Rankine-ciklan efikecon :
Kie,

Sensa varmo en kondensato respondanta al elirejo de 0.09 baro en KJ/Kg = 183.3
3.
Vapa fazdiagramo estas grafika reprezentado de datumoj provizitaj en la vapa tablo. Vapa fazdiagramo provizas la rilaton inter entalpio, temperaturo respondanta al diversaj presoj. Liquida entalpio hf. Tio estas reprezentita per linio A-B sur la fazdiagramo. Kiam la akvo komencas ricevi varmon de 0o C, tiam ĝi ricevas ĉiujn siajn liquidan entalpiopartojn laŭ la sata akvalinio A-B sur la fazdiagramo

Entalpio de Sata Vapo (hfg): Ĉiu plua varmtransdonado rezultas en fazŝanĝo al sata vapo kaj estas reprezentita per (hfg) sur fazdiagramo, nome B-C.

Sekeca Frakcio (x): Kiam varmo estas aplikita, la likvaĵo komencas ŝanĝi sian fazon de likvaĵo al vaporo, kaj tiam la sekeca frakcio de la miksaĵo komencas pligrandiĝi, nome moviĝi al unuo. Sur la fazdiagramo, la sekeca frakcio de la miksaĵo estas 0.5 ĝuste meze de la linio BC. Simile, je punkto c sur la fazdiagramo, la valoro de la sekeca frakcio estas 1.

Linio C-D Punto c estas sur la sata vaprolinio, ĉiu plua varmtransdonado rezultas en pligrandiĝo de la vapa temperaturo, nome komenco de superĉefigo reprezentita per linio C-D.
Likva Zono → Regiono maldekstre de la sata likvalinio
Superĉefa zono → Regiono dekstre de la sata vaprolinio
Du-faza Zono → Areo inter la sata likvalinio kaj sata vaprolinio estas miksaĵo de likvaĵo kaj vaporo. Miksaĵo kun diversaj sekecaj frakcioj.
Kritika Punkto → Ĝi estas la vertico punkto kie la sata likvalinio kaj sata vaprolinio renkontiĝas. La entalpio de evaporiĝo malaperas al nul ĉe la kritika punkto, tio signifas, ke akvo ŝanĝiĝas rektem al vapo ĉe la kritika punkto kaj poste.
La maksimuma temperaturo, kiun likvaĵo povas atingi aŭ ekzisti, egalas al la kritika punkto.
Parametroj de la kritika punkto → Temperaturo 374.15oC
Presto → 221.2 baro

Valoroj pli altaj ol tiuj estas superkritikaj valoroj kaj utilas por plibonigi la efikecon de la Rankine-ciklo.

Deklaro: Respektu la originalon, bonajn artikolojn valoras dividi, se estas ŝtupro bonvolu kontaktu por forigo.