Prijeteženi par i dijagram faze para

Prezračeni par

Kada se zasićeni par koji se stvara u parnom kotlu dodatno prođe kroz površine za prijenos toplote, njegova temperatura će početi rasti iznad temperature isparavanja ili zasićenja.
Par se opisuje kao prezračeni ako je njegova temperatura veća od temperature zasićenja. Stepenu prezračenja direktno je povezan s temperaturom para zagrijanog iznad temperature zasićenja.

Prezračenje može biti pruženo samo zasićenom paru, a ne paru s prisutnosti vlažnosti. Za postizanje prezračenja, zasićeni par mora proći kroz drugi toplinski razmjenjivač. Taj toplinski razmjenjivač za prezračenje naziva se sekundarni toplinski razmjenjivač unutar kotla. Vrući dimni plinovi koji izlaze iz kotla smatraju se najboljim načinom zagrijavanja zasićenog para.

Prezračeni par nalazi svoju primjenu u parnim elektrani za generiranje električne energije. U parnim turbine, prezračeni par ulazi na jednom kraju i izlazi s drugog kraja u kondenzator (može biti vodni ili zračni tip). Razlika u prezračenom paru energije između ulaza i izlaza turbine uzrokuje okretnje rotora turbine. Postoji postepeno smanjenje energije para dok prolazi kroz rotor turbine.

Stoga je nužno imati dovoljno prezračenja na ulazu turbine kako bi se spriječilo kondenziranje mokrog para u kasnijim dijelovima rotora turbine.

Osnovno, rotor pare turbine ima brojne stupnjeve, a par mora proći kroz svaki stupanj prije nego što stigne do kondenzatora. Stoga, ako na ulazu turbine nije pruženo dovoljno prezračenja, par može postati zasićen dok stigne do kasnijih stupnjeva rotora i zatim postati mokriji dok prolazi kroz svaki sljedeći stupanj.

Mokri par na kraju rotora vrlo je opasan jer može dovesti do Vodene Bušnice i teške erozije na zadnjim stupnjevima lopatica turbine. Da bi se ova problema prekošao, savjetujemo dizajnirati parametre ulaznog para turbine tako da prezračeni par može ulaziti na ulaz turbine, a izlaz turbine je dizajniran da odgovara parametrima para blizu zasićenih uvjeta.

Jedan od glavnih razloga za upotrebu prezračenog para u parnim turbine je značajno poboljšanje termalne učinkovitosti ciklusa.

Učinkovitost toplinskog motora može se odrediti koristeći:

Učinkovitost Carnotovog ciklusa: Omjer razlike temperature između ulaza i izlaza na temperaturu ulaza.

Učinkovitost Rankinovog ciklusa: Omjer topline energije na ulazu i izlazu turbine na ukupnu toplinsku energiju uzetom od para.
2. Primjer izračuna Carnotovog ciklusa i učinkovitosti Rankinovog ciklusa.
Objašnjen putem primjera:
Turbina je opremljena prezračenim parom pod 96 bara na 490oC. Izlaz je pod 0.09 bara i 12 % vlage.
Temperatura zasićenog para je: 43.7oC
Odredite i usporedite učinkovitost Carnotovog ciklusa i Rankinovog ciklusa.
Postupak određivanja učinkovitosti Carnotovog ciklusa :

Postupak određivanja učinkovitosti Rankinovog ciklusa :
Gdje,

Senzibilna toplina u kondenzatu koja odgovara tlaku izlaza od 0.09 bara u KJ/Kg = 183.3
3.
Dijagram faze para je grafički prikaz podataka navedenih u tabeli para. Dijagram faze para daje odnos entalpije i temperature za različite tlake. Entalpija tekućine hf. To je predstavljeno linijom A-B na dijagramu faze. Kada voda počne primati toplinu od 0o C, onda prima sve svoju tekućinsku entalpiju duž linije zasićene vode A-B na dijagramu faze.

Entalpija zasićenog para (hfg): Bilo kakvo daljnje dodavanje topline rezultira promjenom faze u zasićeni par i predstavlja se (hfg) na dijagramu faze, tj. B-C.

Frakcija suhomosti (x): Kada se primjenjuje toplina, tekućina počinje mijenjati svoju fazu od tekuće u plin, a frakcija suhomosti mješavine počinje rasti, tj. kreće se prema jedinici. Na dijagramu faze, frakcija suhomosti mješavine je 0.5 točno na polovici linije BC. Slično tome, na točki c na dijagramu faze, vrijednost frakcije suhomosti je 1.

Linija C-D Točka c je na liniji zasićenog para, bilo kakvo daljnje dodavanje topline rezultira povećanjem temperature para, tj. početak prezračenja para predstavljen linijom C-D.
Liki zona → Regija lijevo od linije zasićene tekućine
Zona prezračenja → Regija desno od linije zasićenog para
Dvofazna zona → Površina između linije zasićene tekućine i zasićenog para je mješavina tekućine i para. Mješavine s različitim frakcijama suhomosti.
Kritična točka → To je vrhna točka gdje se linije zasićene tekućine i zasićenog para susreću. Enthalpija isparavanja smanjuje se na nulu u kritičnoj točki, što znači da voda direktno mijenja fazu u par u kritičnoj točki i nakon toga.
Najveća temperatura koju tekućina može dosegnuti ili postojati je ekvivalentna kritičnoj točki.
Parametri kritične točke → Temperatura 374.15oC
Tlak → 221.2 bara

Vrijednosti iznad ovih su nadkritične vrijednosti i korisne su za povećanje učinkovitosti Rankinovog ciklusa.

Izjava: Poštujte original, dobre članke vrijede podijeliti, ako postoji kršenje autorskih prava molimo obrisati.