Ülekaalutud aehm ja aehmi faasidiagramm

Überhitzter Dampf

Kui sättunud toiduaine, mis tekib toidukaevanduses, edasi viiakse soojenduspinna kaudu, siis selle temperatuur hakkab tõusma üle evapoorimise või sättumise temperatuuri. Dampf nimetatakse überhitztaks, kui selle temperatuur on kõrgem kui sättumistemperatuur. Überhitzuse aste on otseselt seotud dampfi temperatuuriga, mis on kõrgem kui sättumistemperatuur.

Überhitzust saab anda ainult sättunud dampfile, mitte nimega, mis sisaldab niiskust. Sättunud dampfi saamiseks peab see läbima teist soojalähtrit. See soojalahter, mis kasutatakse überhitzmiseks, nimetatakse boileris sekundaarseks soojalähtriks. Soojad savigased, mis pärinevad boilerist, peetakse parima viisina sättunud dampfi soojendamiseks.

Überhitzt dampf leidab oma rakendust ahmeste elektrijaamades elektrivõimu tootmiseks. Ahmeturbinides sissepääsul astub überhitzt dampf ja väljub teise otsa kondenseeritud (võib-olla vee või õhu jahutatav). Überhitzt dampf energia erinevus turbiini sissepääsu ja väljundvahel põhjustab turbiinirata pöördumist. Turbiinirata läbimisel toimub ahmeenergia järk-järguline vähenemine.

Seega on oluline, et turbiini sissepääsel oleks piisav überhitzus, et vältida niiske ahme kondenseerumist turbiinirata lõpus.

Põhimõtteliselt on ahmeturbiiniratas mitu staadi ja ahmel peab läbima iga staadi enne, kui see jõuab kondenseerijani. Seega, kui turbiini sissepääsel ei ole piisavat überhitzust, võib ahmel saada sättunud, kui see jõuab rata lõpuosadele, ja seejärel muutuda niiskemaks iga järgnevate staadi läbimisel.

Niisk ahm rata lõpus on väga ohtlik, sest see võib põhjustada Vesihammas ja tugeva erosiooni turbiiniluu viimastes staadistes. Selle probleemi lahendamiseks on soovitatav disainida turbiini sissepääsu ahme parameetrid selliselt, et überhitzt dampf lubatakse sisse astuda turbiini sissepääsu ja turbiini väljund on disainitud vastama ahme parameetritele, mis on lähedased sättumistingimustele.

Üks peamisi põhjuseid, miks ahmeturbiinis kasutatakse überhitztatud dampfi, on tsükli termilise efektiivsuse oluline paranemine.

Soojamootori efektiivsust saab leida kas:

Carnoti tsüklite efektiivsus: Suhe sissepääsu ja väljundvahelise temperatuuri erinevuse ja sissepääsu temperatuuri vahel.

Rankine tsükli efektiivsus: Suhe ahme soojenergiat sissepääsu ja väljundvahel ning kogu soojenergia, mida võetud on ahmist.
2. Näide Carnoti tsüklite ja Rankine tsükli efektiivsuse arvutamisest.
Näidatud näitega:
Turbiinile antakse überhitzt dampf 96 baril 490oC. Väljund on 0.09 baril ja 12 % niiskus.
Sättunud dampfi temperatuur on : 43.7oC
Määra ja võrdle Carnoti tsüklite ja Rankine tsüklite.
Menetlus Carnoti tsüklite efektiivsuse määramiseks :

Menetlus Rankine tsüklite efektiivsuse määramiseks :
Kus,

Sensible soojus kondenseeritud vedelikus, mis vastab 0.09 baril KJ/Kg = 183.3
3.
Aham-faasidiagramm on graafiline esitus andmetest, mis on toodud aham-tabelis. Aham-faasidiagramm annab suhet enthalpiaga, temperatuurile vastavalt erinevatele rõhkudele. Vedeliku enthalpia hf. See on tähistatud joonel A-B faasidiagrammil. Kui vesi alustab soojenemist 0o C, siis see saab kogu oma vedeliku enthalpia saturatsioonivesi joone A-B kaudu faasidiagrammil.

Sättunud ahami enthalpia (hfg): Iga edasine soojus lisamine tulemusena fasi muutmine sättunud ahmiks ja see on tähistatud (hfg) faasidiagrammil, st B-C.

Kuivuse osakaal (x): Kui soojus lisatakse, siis vedelik alustab fasi muutmist vedelikust ahamiks ja siis segiseose kuivuse osakaal hakkab kasvama, liikudes ühikule lähemale. Faasidiagrammil on segiseose kuivuse osakaal 0.5 täpselt BC joone keskel. Samuti punktil c faasidiagrammil on kuivuse osakaalu väärtus 1.

Joone C-D Punkt c asub saturatsiooniahmi joonel, iga edasine soojus lisamine tulemusena ahami temperatuuri tõus, st ahami überhitzmise algus, mis on tähistatud joonega C-D.
Vedeliku zona → Piirkond, mis asub saturatsioonivedeliku joone vasakpool.
Überhitzt ahami zona → Piirkond, mis asub saturatsiooniahmi joone parempool.
Kahefaasiline zona → Piirkond, mis asub saturatsioonivedeliku ja saturatsiooniahmi joone vahel, on vedeliku ja ahami segu. Segu erineva kuivuse osakaaluga.
Kriitiline punkt → See on tipupunkt, kus saturatsioonivedeliku ja saturatsiooniahmi jooned kohtuvad. Evaporeerimise enthalpia väheneb nullini kriitilisel punktil, see tähendab, et vesi muutub otse ahamiks kriitilisel punktil ja sellega kaasa.
Maksimaalne temperatuur, mille vedelik saab või eksisteerib, on võrdne kriitilise punktiga.
Kriitilise punkti parameetrid → Temperatuur 374.15oC
Rõhk → 221.2 bar

Väärtused sellest kõrgemad on superkritilised väärtused ja need on kasutusel Rankine tsüklite efektiivsuse tõstmiseks.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.