Что называют степенью сухости

Блог об энергетике

энергетика простыми словами

is (hs)-диаграмма состояния воды и водяного пара

Размер: 3070х3995 пикселей

Диаграмма цветная — степени сухости, температура, давление и объем выделены разными цветами, что делает работу с диаграммой очень удобной.

Большой размер позволит распечатать диаграмму на формате А3 и больше.

is-диаграмма применяется для практических расчетов процессов водяного пара. На ней теплота и энтальпия измеряются линейными отрезками.

is-диаграмма обладает рядом важных свойств: по ней можно быстро определить параметры пара и разность энтальпий в виде отрезков, наглядно изобразить адиабатный процесс, и решать другие задачи.

Так же вы можете использовать очень удобную и наглядную программу.

Описание is-диаграммы

На is-диаграмме изображены термодинамические процессы:

Степень сухости и паросодержание (х) — розовые линии. Жирная розовая линия — степень сухости х=1. Все что ниже этой линии — зона влажного пара.

Ось «Х» — энтропия, ось «Y» — энтальпия.

Семейство изобар в области насыщения представляет собой пучок расходящихся прямых, начинающихся на нижней и оканчивающихся на верхней пограничной кривой. Чем больше давление, тем выше лежит соответствующая изобара. Переход изобар из области влажного насыщенного в область перегретого пара происходит без перелома на верхней пограничной кривой.

В i, s-диаграмме водяного пара наносятся также линии постоянного паросодержания (x = const) и линии постоянного удельного объема (v = const). Изохоры идут несколько круче, чем изобары.

Состояние перегретого пара обычно определяется в технике давлением p и температурой t. Точка, изображающая это состояние, находится на пересечении соответствующей изобары и изотермы. Состояние влажного насыщенного пара определяется давлением p и паросодержанием x.

Точка, изображающее это состояние, определяется пересечением изобары и линии x = const.

Как пользоваться is-диаграммой

Для описания воспользуемся небольшой задачей. Возьмем с потолка условие.

Пусть начальные параметры пара будут: давление пара р = 120 бар, температура пара t = 550°С. Пар адиабатно расширяется в турбине до температуры, например, 400 °С.

Для примера этого будет достаточно.

Адиабатный процесс на is-диаграмме — это вертикальная линия (горизонтальная линия — дросселирование). Это для справки.

Итак, начальное давление и температура у нас есть. Найдем эту точку на is-диаграмме:

Нам нужна изобара, соответствующая давлению 120 бар и изотерма, соответствующая температуре 550 °С. На их пересечении и будет точка, соответствующая начальным параметрам пара в нашей задаче.

Найдя эту точку, мы уже можем определить в ней энтальпию и энтропию. Опустив на оси проекции найденной точки, узнаем значения энтальпии (ось «Y») и энтропии (ось «Х»).

3480 кДж/кг, S = 6,65 кДж/(кг•К)

Далее нам нужно узнать параметры пара после адиабатного расширения. Мы знаем, что по поставленным нами условиям, пар расширился и его температура в точке 2 = 400 °С. Я уже упоминал, что на is-диаграмме адиабатный процесс изображается в виде вертикальной линии. Проведем эту линию из точки 1 (начальные параметры) до пересечения с изотермой 400 °С.

Получена точка 2. Через эту точку проходит изобара. Она соответствует давлению 50 бар. Энтропия у нас не изменилась, так как процесс адиабатный, а вот энтальпия стала равна i = 3200 кДж/кг.

Вот и все. Дальше остаются только расчеты: определение изменения внутренней энергии (Δu), работы (l, l’) и т. д. Все это считается по формулам (формулы можете найти в статье «Основные термодинамические процессы»), а значения и график процесса расширения пара у вас уже есть.

Источник

Как читать таблицы водяного пара

Содержание:

Если вы едете по неизвестной местности, вам понадобится карта или навигатор, если вы летите на самолете, вам не обойтись без расписания полётов. Так и таблицы водяного пара необходимы всем пользователям в индустрии пара. В этой статье мы познакомимся с таблицами пара, рассмотрим их виды и немного поговорим о присутствующих в них элементах.

Таблицы насыщенного водяного пара

Таблицы насыщенного водяного пара — необходимый инструмент для любого инженера, работающего с паром. Обычно их используют для определения зависимости температуры насыщенного пара от парового давления или, наоборот, давления от температуры насыщенного пара. Кроме этих параметров, таблицы обычно включают и другие показатели, такие как удельная энтальпия (h) и удельный объём (v).

Данные таблиц насыщенного водяного пара всегда отображают информацию о конкретной точке насыщения известной как точка кипения. Это точка, в которой вода (жидкость) и пар (газ) могут сосуществовать при одинаковых температуре и давлении. Так как H₂O может быть и в жидком, и в газообразном состоянии, нам будут необходимы две подборки данных: данные о насыщенной воде (жидкости), которые обычно обозначаются подстрочной буквой f, и данные о насыщенном паре (газе), которые обозначают подстрочной буквой g.

Пример таблицы насыщенного пара

Обозначения:

При нагреве обычно используется скрытое тепло испарения (H_fg). Как видно из таблицы, это скрытое тепло испарения будет выше при более низком давлении. По мере увеличения парового давления скрытое тепло постепенно снижается и достигает 0 при суперкритическом давлении, например, 22.06 МПа.

Два формата: на основе давления и температуры

Так как давление и температура насыщенного пара напрямую связаны друг с другом, таблицы пара обычно доступны в двух форматах: на основе давления и температуры. В обоих содержится одинаковая информация, но классифицирована она по-разному.

Таблица насыщенного водяного пара, основанная на давлении

Таблица насыщенного водяного пара, основанная на температуре

Разные единицы измерения: избыточное и абсолютное давление

Таблицы насыщенного пара также используют два различных вида давления: абсолютное и манометрическое (избыточное).

Таблица насыщенного пара с абсолютным давлением

Таблица насыщенного пара с избыточным давлением

Избыточное давление было придумано для простоты измерения давления по отношению к тому, которое мы обычно испытываем.

В таблицах пара, составленных на основе манометрического давления, атмосферное давление определяется как 0, а в таблицах с абсолютным давлением — 101.3 кПа. А для того чтобы отличать избыточное давление от абсолютного в конце добавляют «изб.», например, кПа изб. или фт/кв. дюйм изб..

Перевести показатели избыточного давления в показатели абсолютного

Для единиц СИ

Давление пара [кПа изб.] = Давление пара [кПа изб.] + 101.3 кПа

Важное замечание: Проблемы могут возникнуть в том случае, если перепутать абсолютное и манометрическое давление, именно поэтому надо быть особенно внимательными с единицами давления, указанными в таблице.

Сводная таблица

Избыточное давление

Абсолютное давление:

Таблицы перенасыщенного пара

Информацию о перенасыщенном паре нельзя получить из обычных таблиц насыщенного пара, для этого существуют специальные таблицы перенасыщенного пара. Происходит это потому, что температура перенасыщенного пара в отличии от температуры насыщенного может существенно меняться при одном и том же давлении.

В действительности, количество возможных комбинаций температуры и давления настолько велико, что даже теоретически не представляется возможным собрать их в одной таблице. В результате для перегретого пара используется общая сводная таблица данных о температуре и давлении.

Источник

Влажный пар или сухой пар: о роли паросодержания

Содержание:

Знаете ли вы, что пар, генерируемый котлами, не является на 100% насыщенным (влажным)? Когда в паровом котле нагревается вода, сквозь её поверхность пробиваются пузырьки, содержащие в себе крошечные капли пара. И, если только не используется перегреватель, это приводит к тому, что подаваемый пар из добавленной жидкости становится частично влажным (влажный пар).

Коэффициент сухости пара

Коэффициент сухости пара используется для определения доли воды в паре. Если пар содержит 10% воды, он считается сухим на 90%, т.е. его коэффициент сухости равен 0.9.

Сухость пара важна ещё и потому, что непосредственно влияет на общее количество передаваемой энергии, содержащейся в паре (как правило, скрытой теплоты), которая в свою очередь определяет эффективность и качество подогрева.

Например, насыщенный пар (сухой на 100%) при данном давлении содержит 100% скрытой теплоты. В насыщенной воде с сухостью 0% нет скрытого тепла, а есть только контактное.

Рассчитать общее количество тепла влажного пара

Расчетные таблицы обычно содержат такие показатели, как энтальпия (h), удельный объем (ν), энтропия (s) и т.д. для насыщенного пара (сухого на 100%) и для насыщенной воды (с сухостью 0%), но не для влажного пара.

Расчеты производятся просто на основе соотношения пара к воде, как показано в приведенных ниже уравнениях:

Удельный объем (ν) влажного пара

Удельная энтальпия (h) влажного пара

Удельная энтропия (s) влажного пара

Чем влажнее пар, тем меньше будут удельный объем, энтальпия и энтропия, т.к. процент сухости — это фактор 100% состояния. И поскольку паросодержание существенно влияет на все эти величины, для обеспечения большей тепловой эффективности важно подавать пар, сухость которого будет максимально приближаться к 100%.

Взаимосвязь между паросодержанием и энтальпией

Уменьшение паросодержания в процессе транспортировки

В процессе транспортировки потери лучистого нагрева из трубопровода заставляют пар расстаться с частью его латентного тепла и обратно превращают его в воду, тем самым уменьшая коэффициент содержания пара.

Капли воды, содержащиеся в паре

Поскольку влажный пар влияет не только на эффективность теплопередачи, но также может вызвать эрозию трубопровода и критического оборудования, такого как лопасти турбины, настоятельно рекомендуется принять соответствующие профилактические меры и использовать пароотделитель для удаления унесенного потоком конденсата, а также следовать советам следующих статей:

Может ли коэффициент пара быть больше 100%? Хоть это и может показаться маловероятным, но на самом деле может. Когда сухость пара превышает 100%, его называют перегретым паром. Такой тип пара получают путем добавления тепла, превышающего порог насыщенного пара. Добавленное тепло поднимает температуру пара выше точки его насыщения, что позволяет легко определить перегрев, просто измерив температуру.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Степень сухости пара на забое нагнетательной скважины принимается постоянной и равной степени сухости через 1 год после начала закачки пара. [1]

Степенью сухости пара х называется весовая доля сухого пара во влажном паре. [2]

При степени сухости пара 0 8 ( 80 % пара и 20 % воды) в пласт можно ввести значительно больше тепла ( в расчете на единицу массы закачиваемого агента), чем во время нагнетания горячей воды. [3]

Понятие степени сухости пара позволяет удобно производить теплотехнические расчеты, связанные с образованием влажного пара. [5]

С ростом начального давления степень сухости пара при расширении его уменьшается. [6]

Одним из способов повышения степени сухости пара на выходе из турбины является вторичный его перегрев. Образовавшийся пар отводят в специальный перегреватель, где он подвергается вторичному перегреву при постоянном давлении. Затем его снова возвращают в турбину, где пар продолжает расширяться до давления в конденсаторе. [8]

При низком давлении чувствительность к степени сухости пара значительно выше, чем при высоком. Снижение добычи при возрастании сухости пара вызвана, по-видимому, более ранним прорывом пара и увеличением количества вьшосимого тепла с добываемыми жидкостями. На существование оптимальной сухости пара было также указано Гомаа [4.56], однако этот параметр зависит от давления и длительности нагнетания. [11]

При низком давлении чувствительность к степени сухости пара значительно выше, чем при высоком. Снижение добычи при возрастании сухости пара вызвана, по-видимому, более ранним прорывом пара и увеличением количества выносимого тепла с добываемыми жидкостями. На существование оптимальной сухости пара было также указано Гомаа [4.56], однако этот параметр зависит от давления и длительности нагнетания. [13]

Расчеты тепловых потерь в скважинах и степени сухости пара были проведены в разделе 4.1.1. Если пар поступает из одного парогенератора одновременно в несколько скважин, трудно точно определить его расход и степень сухости в каждой скважине. В такой системе наиболее распространенным методом нахождения этих параметров является установка расходомерной диафрагмы на каждый контур. При этом расходы рассчитываются, исходя из предположения, что сухость пара у диафрагмы равна степени сухости на выходе парогенератора, сумма всех расходов должна равняться общему количеству пара, поступающего из парогенератора. [15]

Источник

Что называют степенью сухости

Влажный насыщенный пар располагается между пограничными кривыми x = 0 и x = 1. Возьмем точку е на изобаре Р в области влажного насыщенного пара (рис. 7.15 и 7.16). В области влажного насыщенного пара параметры состояния не могут быть определены только по давлению и температуре, поскольку давление однозначно определяет температуру насыщения и изобара влажного пара одновременно является его изотермой, представляющей прямую линию в Р,v- и Т,s- диаграммах. В качестве вспомогательного условного параметра для влажного пара применяется степень сухости х. Зная степень сухости х и параметры состояний насыщения воды на линии х=0 и пара на линии х=1, можно рассчитать все остальные параметры состояния влажного пара.

Используя параметры влажного насыщенного пара, можно рассчитать его степень сухости:

При этом горизонтальные отрезки 1-2 изобар и изотерм в Р,v- и T,s- диаграммах в области влажного насыщенного пара делятся точкой е пропорционально значению степени сухости х=(1-е)/(1-2), что позволяет построить линии постоянных степеней сухости х=const (рис. 7.15 и 7.16). В критической точке сходятся все линии постоянных степеней сухости. Внутренняя энергия влажного пара проще определяется как

Теплота, необходимая для получения влажного пара из воды c t=0 о С при изобарном ее нагревании, называется полной теплотой влажного пара и определяется как

Наряду со степенью сухости x в практике часто используется понятие влажности пара (1-x). Влажность дается в долях или в процентах.

Источник

• визитки установка дверей шаблоны →