Суперхврено пар и дијаграм на фазите на парот

Суперзагрет пар

Кога настаниот пар кој е генериран во парни котел дополнително минува низ површини за пренос на топлина, неговата температура ќе започне да се зголемува над температурата на испарување или настањување.
Парот се опишува како суперзагрет, ако неговата температура е поголема од температурата на настањување. Степенот на суперзагревање е директно поврзан со температурата на загретиот пар над температурата на настањување.

Суперзагревање може да се достави само на настан пар и не на пар со присуство на влажност. За постигнување на суперзагрев, настан пар мора да помине низ друг изменник на топлина. Овој изменник на топлина за суперзагревање се нарекува вторичен изменник на топлина во котлот. Топлиот флуен гас што излегува од котлот се смета за најдобар начин на загревање на настан пар.

Суперзагрет пар наоѓа примената во парни електроцентрали за генерирање на електрична енергија. Во парни турбини, суперзагретиот пар влегува на едната страна и излегува на другата страна во кондензатор (можеби на воден или воздухен тип). Разликата на енергијата на суперзагретиот пар помеѓу входот и излезот на турбината предизвикува роторот на турбината да се враќа. Има постепено намалување на енергијата на парот додека минува низ роторот на турбината.

Затоа е потребно да има доволно суперзагревање на входот на турбината, за да се спречи кондензиранјето на влажен пар во последните делови на роторот на турбината.

Основно, роторот на парната турбина има многу стадии и парот мора да мине низ секоја стадија пред да стигне до кондензаторот. Затоа, ако не се достави доволно суперзагревање на парот на входот на турбината, тогаш парот може да се настави на последните стадии на роторот и потоа да стане влажен додека минува низ секоја следна стадија.

Влажниот пар на крајната страна на роторот е многу опасен бидејќи може да доведе до удар на вода и сериозна ерозија на последните лоптичи на турбината. За да се надгради овој проблем, е препорачливо да се дизајнираат параметрите на входниот пар на парната турбина така што суперзагретиот пар да може да влегува на входот на турбината, а излезот на турбината да биде дизајниран да одговара на параметрите на парот близу до настаните услови.

Еден од главните причини за користење на суперзагрет пар во парна турбина е значителното подобрување на термалната ефикасност на циклусот.

Ефикасноста на топлинскиот двигач може да се најде со користење на:

Ефикасност на Карно циклус: Однос на разликата на температурите помеѓу входот и излезот на входната температура.

Ефикасност на Ранкин циклус: Однос на топлинската енергија на входот и излезот на турбината на вкупната топлинска енергија која се зема од парот.
2. Пример за пресметување на ефикасноста на Карно циклус и Ранкин циклус.
Објаснето со пример:
Турбината е снабдена со суперзагрет пар при 96 бар при 490oC. Излезот е при 0.09 бар и при 12% влажност.
Температурата на настан пар е: 43.7oC
Детерминирајте и споредете ефикасноста на Карно циклус и Ранкин циклус.
Процедура за детерминација на ефикасноста на Карно циклус :

Процедура за детерминација на ефикасноста на Ранкин циклус :
Каде,

Чувствителна топлина во кондензат соодветна на излезен притисок од 0.09 бар во КЈ/кг = 183.3
3.
Дијаграма на фази на пар е графичка претстава на податоци доставени во табелата на пар. Дијаграмата на фази на пар дава врска помеѓу ентальпијата, температурата соодветна на различни притисоци. Ентальпијата на течност hf. Ова е претставено со линијата A-B на дијаграмата на фази. Кога водата почнува да прима топлина од 0o C, тогаш прима сè својата чувствителна топлина додека се движи по линијата A-B на дијаграмата на фази

Ентальпија на настан пар (hfg): Додатната топлина резултира во промена на фаза до настан пар и е претставена со (hfg) на дијаграмата на фази, односно B-C.

Фракција на суштина (x): Кога се прима топлина, течноста почнува да се менува фаза од течност до пар, а фракцијата на суштина на мешавината почнува да се зголемува, односно да се движи кон единица. На дијаграмата на фази, фракцијата на суштина на мешавината е 0.5 точно на средината на линијата BC. Слично, на точката C на дијаграмата на фази, вредноста на фракцијата на суштина е 1.

Линијата C-D, точката C е на линијата на настан пар, додатната топлина резултира во зголемување на температурата на парот, односно почеток на суперзагревање на парот претставен со линијата C-D.
Зона на течност → Регион кон левата страна на линијата на настан течност
Зона на суперзагревање → Регион кон десната страна на линијата на настан пар
Зона на две фази → Плошта меѓу линијата на настан течност и настан пар е мешавина на течност и пар. Мешавина со различни фракции на суштина.
Критичка точка → Тоа е врвната точка каде што линиите на настан течност и настан пар се среќаваат. Ентальпијата на испарување се намалува до нула во критичката точка, што значи дека водата се менува директно во пар во критичката точка и по тоа.
Највисоката температура на која течноста може да достигне или да постои е еквивалентна на критичката точка.
Параметри на критичката точка → Температура 374.15oC
Притисок → 221.2 бар

Вредности над овие се супер-критички вредности и се користат за зголемување на ефикасноста на Ранкин циклус.

Изјава: Поштовајте оригиналот, добри текстови се вредни за споделување, ако постои нарушување на авторските права се контактирајте за избришување.