Prekupljeni par i dijagram faze para

Preljubljeni par

Kada je zasićeni par generisan u parnoj kotlu prođe kroz površine za prenos toplote, njegova temperatura će početi da se povećava iznad temperature isparavanja ili zasićenja.
Par se opisuje kao preljubljeni ako je njegova temperatura veća od temperature zasićenja. Stepen preljubljenosti direktno je povezan sa temperaturom para preko temperature zasićenja.

Preljubljenost može biti pružena samo zasićenom paru i ne paru sa prisutnosti vlažnosti. Za dostizanje preljubljenosti, zasićeni par mora proći kroz drugi menjaljak toplote. Ovaj menjaljak toplote za preljubljenje naziva se sekundarni menjaljak toplote unutar kotla. Vruće dimne plinove koji izlaze iz kotla smatraju se najboljim načinom zagrejavanja zasićenog para.

Preljubljeni par koristi se u parnim elektrane za generisanje električne energije. U parnim turbinama, preljubljeni par ulazi na jednom kraju i izađe na drugom kraju u kondenzator (može biti vodni ili zračni tip). Razlika u preljubljenom paru energiji između ulaza i izlaza turbine dovodi do okretnog kretanja rotora turbine. Postoji postepeno smanjenje energije para dok prolazi kroz rotor turbine.

Stoga je neophodno imati dovoljnu preljubljenost na ulazu turbine kako bi se sprecila kondenzacija mokrog para na kasnijim delovima rotora turbine.

Osnovno, rotor turbine ima brojne stadije i par mora proći kroz svaki od njih pre nego što stigne do kondenzatora. Ako se na ulazu turbine ne pruži dovoljna preljubljenost, par može postati zasićen dok stigne do kasnijih stadija rotora i postati sve mokriji dok prolazi kroz svaki naredni stadium.

Mokri par na kraju rotora je vrlo opasan jer može dovesti do Vodene čekice i teške erozije na poslednjim stadijama lopatica turbine. Da bi se prevazišao ovaj problem, savetuje se da se parametri ulaznog para turbina dizajniraju tako da preljubljeni par može uneti na ulaz turbine i da su izlazni parametri turbina dizajnirani da se poklope sa parametrima para blizu uslova zasićenja.

Jedan od glavnih razloga za korišćenje preljubljenog para u parnoj turbinom jeste značajno poboljšanje termalne efikasnosti ciklusa.

Efikasnost toplinskog motora može se odrediti koristeći:

Efikasnost Ciklusa Carnot: Omjer razlike temperature između ulaza i izlaza i temperature ulaza.

Efikasnost Rankine ciklusa: Omjer toplotne energije na ulazu i izlazu turbine i ukupne toplotne energije uzete iz para.
2. Primer izračunavanja Carnot Ciklusa i Efikasnosti Rankine Ciklusa.
Izračunato putem primera:
Turbina je snabdijena preljubljenim parom pod 96 bara na 490oC. Izlaz je pod 0.09 bara i sa 12% vlagoznosti.
Temperatura zasićenog para je: 43.7oC
Odredite i uporedite efikasnost Carnot Ciklusa i Rankine ciklusa.
Postupak određivanja efikasnosti Carnot ciklusa :

Postupak određivanja efikasnosti Rankine ciklusa :
Gdje,

Senzibilna toplota u kondenzatu koja odgovara izlaznom pritisku od 0.09 bara u KJ/Kg = 183.3
3.
Fazni dijagram para je grafički prikaz podataka navedenih u tablici para. Fazni dijagram para daje odnos entalpije, temperature u odnosu na različite pritiske. Entalpija tekućine hf. To je predstavljeno linijom A-B na faznom dijagramu. Kada voda počne da prima toplinu od 0o C, onda prima sve svoju entalpiju tekućine duž linije zasićenog vode A-B na faznom dijagramu.

Entalpija zasićenog para (hfg): Bilo kakvo dodatno dodavanje toplote rezultira promenom faze u zasićeni par i predstavlja se (hfg) na faznom dijagramu, tj. B-C.

Frakcija suhe (x): Kada se primeni toplina, tekućina počinje da menja fazu od tekućine u par, a frakcija suhe smese počinje da raste, tj. kreće ka jedinici. Na faznom dijagramu, frakcija suhe smese je 0.5 tačno na polovini linije BC. Slično tome, na tački c na faznom dijagramu, vrednost frakcije suhe je 1.

Linija C-D Tačka c je na liniji zasićenog para, bilo kakvo dodatno dodavanje toplote rezultira u povećanju temperature para, tj. početak preljubljenja para predstavljen linijom C-D.
Zona tekućine → Region levo od linije zasićene tekućine
Zona preljubljenja → Region desno od linije zasićenog para
Dvofazna zona → Područje između linije zasićene tekućine i zasićenog para je mješavina tekućine i para. Mješavine sa različitim frakcijama suhe.
Kritična tačka → To je vrh tačka gde se linije zasićene tekućine i zasićenog para susreću. Entalpija isparavanja pada na nulu u kritičnoj tački, što znači da voda direktno mijenja fazu u par u kritičnoj tački i nakon toga.
Najveća temperatura koju tekućina može dostići ili postojati je ekvivalentna kritičnoj tački.
Parametri kritične tačke → Temperatura 374.15oC
Pritisak → 221.2 bara

Vrijednosti iznad ove su superkritične vrijednosti i korisne su za povećanje efikasnosti Rankine ciklusa.

Izjava: Poštujte original, dobre članke su vrijedni podjele, ukoliko postoji kršenje autorskih prava molimo kontaktirajte za brisanje.