Kuru doymuş buharın özgül hacmi basınca bağlıdır. Kritikten daha düşük basınçlarda, kuru buharın özgül hacmi v, elde edildiği sıvının hacminden daha büyüktür. Basınç arttığında, buharın hacmi azalır ve sıcaklığı arttığından sıvı - - artar. Bu nedenle, artan basınçla u - v farkı azalır ve sonunda sıfıra eşit olur.
Spesifik kuru doymuş buhar hacminin değerleri tabloların dördüncü dikey sütunlarında verilmiştir. Beşinci sütunlar bu buharın yoğunluk değerlerini verir.
Kuru doymuş buharın yoğunluğu veya özgül hacmi, p'de gösterildiği gibi durum denkleminden hesaplanır.
Bir dizi ajan için spesifik kuru doymuş buhar hacimlerine ilişkin veriler eklerde verilmiştir.
Bu durumda, v ile gösterilen özgül kuru doymuş buhar hacmi, aynı zamanda, v F (p) basıncının bir fonksiyonu veya buna bağlı olarak, sıcaklığın bir fonksiyonudur.
Tüm sıvılar için, kuru doymuş buharın özgül hacmi, v, sıvının özgül hacminden, v daha büyüktür ve artan basınçla azalır, v artarken; sonuç olarak, Şekil 2'deki fark (v - vr). 11 - 1 yatay bc segmentine karşılık gelir, düşük basınçlarda anlamlıdır, artan basınçla azalır.
Bağıl nem, karışımın sıcaklığındaki kuru doymuş buharın özgül hacmi ile doğru orantılı olarak değişir.
0 6 MPa'lık basınç, v - 0 3156 m3 / kg kuru doymuş buharın özgül hacmine karşılık gelir.
Bu denklemi kullanarak, deneyde ölçülen basınç için kuru doymuş buharın özgül hacminin değerini v hesaplamalısınız.
Doyma bölgesindeki su ve buhar miktarının oranı. Bu nedenle, ıslak doymuş buharın özgül hacmi, aynı basınçta kuru doymuş buharın özgül hacmi ile kuruluk derecesinin çarpımına yaklaşık olarak eşittir.
Buharlaşma sürecinde, kuru doymuş buharın özgül hacmi kaynar su hacminden kıyaslanamayacak kadar büyük olduğundan, çalışma sıvısının özgül hacmi keskin bir şekilde artar. Bu nedenle buhara kızgın buhar denir ve sıcaklığı daha fazla sıcaklık belirli bir basınçta Hn doygunluğu p pcr.
Denklemin türetilmesi için.
Denklem (8.21) kullanılarak, özellikle, kuru doymuş buharın özgül hacmini hesaplayarak belirlemek mümkündür v: doğrudan ölçüm bu değer zor.
Sıcaklık algılama ıslak buhar ts-chart.| Adyabatik süreç is-diyagramında. Bu formülde ve - istenilen spesifik ıslak buhar hacmi; ve - istenen ile aynı basınca sahip kuru doymuş buharın spesifik hacmi ve x, buharın belirtilen kuruluk derecesidir.
Kızgın buhar, aynı basınçta kuru doymuş buharın sıcaklığından ve özgül hacminden daha yüksek bir sıcaklığa ve özgül hacme sahip buhardır.
Aşırı ısıtılmış buhar doymuş değildir, çünkü belirli bir basınçta aşırı ısıtılmış buharın özgül hacmi, kuru doymuş buharın özgül hacminden daha büyüktür ve yoğunluk daha düşüktür. O kendi yolunda fiziksel özellikler gaza yaklaşır ve ne kadar yakınsa, kızgınlık derecesi o kadar yüksek olur.
(150) ve (151) bağıntılarından, ıslak buharın özgül hacminin, kuru doymuş buharın özgül hacminden daha az olduğu ve sonuç olarak, ıslak buharın özgül ağırlığının, spesifik yer çekimi kuru doymuş buhar.
Maddelerin termodinamik özelliklerini incelerken, kuru doymuş buhar v'nin spesifik hacmini belirlemek için genellikle gaz oluşum ısısına ilişkin deneysel verilerin kullanıldığı bilinmektedir, çünkü düşük basınçlar için ve değeri çok önemlidir ve doğrudan deneyseldir. belirlenmesi son derece zordur.
Maddelerin termodinamik özelliklerini incelerken, kuru doymuş buhar v'nin özgül hacmini belirlemek için buharlaşma ısısı ile ilgili deneysel verilerin sıklıkla kullanıldığı bilinmektedir, çünkü düşük basınçlar için v değeri çok önemlidir ve doğrudan deneysel tespiti son derece zor.
Basınçtaki bir artışla, kaynamanın başlangıcına karşılık gelen belirli su hacmi artar ve bunun tersine, karşılık gelen belirli kuru doymuş buhar hacimleri azalır.
Doyma basıncına bağlı olarak kuru doymuş su buharının özgül hacmindeki v v değişimi, Şek. 11.5. Düşük basınç bölgesinde, kuru doymuş buharın özgül hacmi, elde edildiği sıvının özgül hacminden birçok kat daha fazladır.
Buharlaşma ısısının su sıcaklığına bağımlılığı. (1 - 9)'da buharlaşma ısısının r sıcaklığa bağlı olmadığını varsayarsak, doyma eğrisi için en basit ifade elde edilecektir, kuru doymuş buharın özgül hacmi v ideal havza denklemi (1 -) kullanılarak ifade edilebilir. 2) ve sıvı fazın özgül hacmi v, buhar fazının özgül hacminden önemli ölçüde azdır ve ihmal edilebilir.
Buharlaşma ısısının su sıcaklığına bağımlılığı. (1 - 9) denkleminde buharlaşma ısısının sıcaklığa bağlı olmadığını varsayarsak, doyma eğrisi için en basit ifade elde edilecektir, kuru doymuş buharın özgül hacmi v denklem ile ifade edilebilir. Ideal gaz(1 - 2) ve sıvı fazın hacmi v, buhar fazının hacminden çok daha azdır ve ihmal edilebilir.
Yani, örneğin, bir buhar jetinde soğutma makinesi su buharı üzerinde çalışırken, çok zorlanmadan, p basıncının sadece 0 0062 atm olduğu ve kuru doymuş buharın özgül hacminin 206 3 M3] kg olduğu 0 sıcaklığa ulaşmak mümkündür. Bu tür basınçlarda ne turboşarj ne de pistonlu kompresör kullanılamaz.

Şimdi aynı adı taşıyan noktaları pürüzsüz eğrilerle bağlarsak, her noktası 0 C'de 1 kg suyun durumuna ve p basıncına karşılık gelen sıfır izoterm / elde ederiz, alt sınır eğrisi / /, temsil eder. sıvının spesifik hacminin kaynama sıcaklığındaki basınca bağımlılığı ve kuru doymuş buharın spesifik hacminin basınca bağımlılığını veren üst sınır eğrisi III.
Şimdi aynı adı taşıyan noktaları düzgün eğrilerle birleştirirsek, her noktası 0 C'de 1 kg suyun durumuna ve p basıncına karşılık gelen sıfır izoterm / elde ederiz, alt sınır eğrisi / /, temsil eder. sıvının spesifik hacminin kaynama sıcaklığındaki basınca bağımlılığı ve belirli kuru doymuş buhar hacminin basınca bağımlılığını veren üst sınır eğrisi / / /.
Pnf (t) ve NF (P) bağımlılıkları Ek I ve II'de tablo şeklinde verilmiştir. Spesifik kuru doymuş buhar hacminin değerleri, her iki tablonun dikey sütunları 4'te verilmiştir. Sütun 5 değerleri gösterir spesifik yer çekimi bu çift.
AT ters yön kuru doymuş buharın özgül hacminde bir değişiklik var v: daha daha fazla baskı, hacim ne kadar küçükse.
Karışımın özgül hacmi, karışımın sıcaklığındaki kuru doymuş buharın özgül hacmi ile orantılı olarak değişir. Böylece kuru doymuş buharın özgül hacmi yardımı ile sıcaklık ile karışımın özgül hacmi arasındaki ilişki kurulur.
Bağıl nem, karışımın sıcaklığındaki kuru doymuş buharın özgül hacmi ile doğru orantılı olarak değişir. Bağıl nemdeki değişiklik yalnızca sıcaklığa bağlıdır: ikincisinde bir azalma ile, kuru doymuş buharın özgül hacmi artar ve bağıl nem artışlar.
Aşağıda, faz dengesi ile karakterize edilen birinci tip adyabatik sıçramaları hesaplamak için bir yöntem ele alıyoruz. Hesaplama aşağıdaki varsayımlara dayanmaktadır: Claiperon denklemi pVKT buhar fazına uygulanabilir, ikincil nem damlacıklarının hızı (yoğunlaşma şokunun arkasında) buharın hızına eşittir (kayma yok); sıvı fazın özgül hacmi ile kuru doymuş buharın özgül hacmi karşılaştırıldığında ihmal edilebilir.
Su buharının durumunda bir değişiklik varsa, her şeyden önce vücudun kümelenme durumunda bir değişiklik olup olmadığına karar vermek gerekir. Hangisine karar vermek için toplama durumu bir vücut var, aşağıdakileri aklınızda bulundurmanız gerekir: aynı basınçta v v, i / ve aynı sıcaklıkta v v, pp'de aşırı ısıtılmış buhar için; burada p, v, t aşırı ısıtılmış buharın parametreleridir; v - belirli hacimde kuru doymuş buhar; pa ve ta doyma basıncı ve sıcaklığıdır.
Sıkıştırmalı soğutma makinelerinin toplam Xc ve özgül soğutma kapasitesinin, soğutucunun buharlaşma sıcaklığına bağımlılığı. Sıvı klor üretimi için sıkıştırma ünitelerinin seçimi, gerekli soğutma kapasitesi ve sıvılaştırma sıcaklığına göre belirlenir Cb - Derin soğutma yöntemi ve iki aşamalı sıvılaştırma kullanılırken, sıcaklıktaki bir düşüşün keskin bir düşüşe yol açtığı dikkate alınmalıdır. ünitelerin soğutma kapasitesinde azalma (Şekil 42), güç tüketiminde artış ve pahalı çok aşamalı kurulumların kullanılmasını zorunlu kılar. Bu durumda, soğutma kapasitesindeki azalma, soğutucu akışkanların buharlaşmasının düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilmesi gerektiğinden kaynaklanır, bunun sonucunda kompresör tarafından emilen kuru doymuş buharın özgül hacmi artar. Örneğin, -15 ve - 45 C'de kuru doymuş amonyak buharlarının spesifik hacmi, sırasıyla freon F-12 için 0 5087 ve 2 006 m3 / kg, sırasıyla 0 093 ve 0 305 m3 / kg'dır.
Bu doğru neredeyse y eksenine paraleldir. LK doğrusu veya alt sınır eğrisi, kaynama noktasındaki sıvının özgül hacminin basınca bağımlılığını ifade eder. KR çizgisi veya üst sınır eğrisi, kuru doymuş buharın spesifik hacminin basınca bağımlılığını ifade eder.
Doyma bölgesindeki su ve buhar miktarının oranı.| Buhar sabit kuruluk eğrileri. Belirli hacimlerdeki su v ve kuru doymuş buhar v değerleri referans tablolarında verilmiştir. Bu nedenle, ıslak doymuş buharın özgül hacmi, aynı basınçta kuru doymuş buharın özgül hacmi ile kuruluk derecesinin çarpımına yaklaşık olarak eşittir.
Şekil 2'deki diyagrama dikkat edin. 11.4 ölçekli olarak çizilmemiştir. Sınır eğrileri oluştururken, çok büyük ölçekte bile, F - a0 - b0 - c0 ve F-a - b - c eğrileri pratik olarak y ekseni ile birleşir. Spesifik sıvı hacmini belirli hacimdeki kuru doymuş buharla karşılaştırırsak, ikincisi netleşir.
Buhar jetli soğutma ünitelerinin önemli bir avantajı, su gibi erişilebilir, ucuz ve kesinlikle zararsız bir maddenin kullanılmasıdır. Soğutucu olarak su buharı kullanan bir buhar jeti makinesi, herhangi bir özel maliyet olmaksızın sıcaklığı 1 - 3 C'ye düşürmeyi mümkün kılar.Ancak, 1 C'lik bir sıcaklıkta, doyma basıncı sadece 0 000663 MPa'dır ve özgül hacim, kuru doymuş buhar 194 m3/kg'dır. Doğal olarak, bu kadar düşük yoğunluklu buharı sıkıştıran bir kompresör çok hacimli olacaktır ve içinde bu kadar düşük bir basıncı korumak oldukça zor olacaktır.

Ek olarak, buhar püskürtme makinesi, tesisatın boyutlarında önemli bir artış olmadan çok düşük basınçların p kullanılmasını mümkün kılar. Bu son durum yapar olası uygulama buhar jetinde soğutma makineleri en ucuz ve bir dizi özellik için oldukça mükemmel bir soğutucu olan su. Bu nedenle, örneğin, su buharı ile çalışan bir buhar püskürtmeli soğutma makinesinde, pi basıncının sadece 0 0062 bar olduğu ve kuru doymuş buharın özgül hacminin aşağıdaki gibi olduğu 0 C'lik bir sıcaklığa çok zorlanmadan ulaşmak mümkündür. 206 3 m3/kg. Bu tür basınçlarda ne turboşarj ne de pistonlu kompresör kullanılamaz.
Çekiçlerde buhar veya hava kullanımı işlerine yansır. Buhar ve havanın genleşme ve büzülme süreleri farklı şekilde ilerler. Kuru kullanılırsa doymuş buhar ve ısıtılmış hava, daha sonra politrop pV sabiti boyunca buharın genleşmesi ve politrop pVk - pV1 - 4 - konst boyunca havanın genleşmesi meydana gelir. Bu, başlangıç ​​durumundaki kuru doymuş buharın özgül hacminin, sıkıştırılmış havanın özgül hacminden daha büyük olması ve buna ek olarak, aynı derecede buhar ve hava genleşmesiyle, son buhar basıncının daha yüksek olmasıyla açıklanır. son hava basıncı.
Kişisel basınçlarda temsil edilebilir vp - w - diyagramı (Şekil MN, 0 C'de sıvının özgül hacminin basınca bağımlılığını ifade eder. Bu çizgi neredeyse y eksenine paraleldir. LK çizgisi veya alt sınır eğrisi, sıvının spesifik hacminin sıcaklıktaki bağımlılığını ifade eder Kaynama noktasına karşı basınca KP çizgisi veya üst sınır eğrisi, spesifik kuru doymuş buhar hacminin basınca bağımlılığını ifade eder.
Bu katsayı, soğutma ünitesinin çalışma döngüsünün tersinmezlik derecesini karakterize eder ve termodinamik mükemmelliğinin bir ölçüsüdür. Aynı sıcaklık aralığında çalışan iki soğutma ünitesinden ısı kullanım katsayısı yüksek olanı daha gelişmiştir. Buhar jeti kurulumunun avantajı, hacimli ve pahalı bir buhar kompresörünün olmaması ve ayrıca çok alçak basınç p % kurulum boyutlarında önemli bir artış olmadan. Bu, suyun soğutucu olarak kullanılmasını mümkün kılar. Su buharı ile çalışan bir buhar jeti tesisatında, PZ basıncının sadece 0 006108 bar olduğu ve kuru doymuş buharın özgül hacminin 206 3 m3 / kg olduğu 0 C sıcaklığa çok zorlanmadan ulaşmak mümkündür. Bu tür parametrelerle ne turboşarj ne de pistonlu kompresör kullanılamaz.
Ru-diyagramda buharın durumunu değiştirme. Diyelim ki pistonun altındaki silindirde (Şekil 11.2) buhara dönüştürülmesi gereken 1 kg su var. Silindirin pistonuna dışarıdan bir yük uygulanır - silindir içinde sabit bir basınç sağlayan kuvvet P. Diyagramda, apsis, suyun özgül hacmini ve ortaya çıkan buharı gösterir ve ordinat, silindirdeki basıncı gösterir. Şemadaki eğrilerin, su ve buhar hacimlerinin gerçek oranına karşılık gelmediğine dikkat edilmelidir. Bu, düşük basınçlardaki su hacminin, aynı basınçtaki doymuş buhar hacmine kıyasla ihmal edilebilir olması gerçeğiyle açıklanır. Bu nedenle, kesin oranları gözlemleyerek bir diyagram oluşturursak ve suyun belirli hacmini birkaç milimetrelik bir apsis parçasıyla işaretlersek, o zaman belirli kuru doymuş buhar hacminin birkaç derecelik bir segmentle işaretlenmesi gerekir. metre.

Doymuş buhar, bir sıvı veya sıvı ile termodinamik dengede olan buhardır. sağlam vücut aynı kompozisyon. Doymuş buhar basıncı, belirli bir madde için belirli bir sıcaklık bağımlılığı ile ilişkilidir. Dış baskı olduğunda ... ... Wikipedia

suyun gaz hali. Toplu iğne. buhar kazanlarında, buharlaştırıcılarda ve diğer ısı eşanjörlerinde su ısıtıldığında buharlaşma sürecinde elde edilir (buharlaşma (bkz. Buharlaşma)). Toplu iğne. buhar santrallerinde çalışma sıvısı görevi görür (Bkz. ... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

Isıtıldığında sıvıdan elde edilen ve tekrar sıvıya dönüşebilen gaz halindeki bir madde sıvı hal soğurken. Mühendislikte en yüksek değer mekanik elde etmek için kullanılan su P. vardır. enerji (buhar motorlarında, türbinlerde ... Teknik demiryolu sözlüğü

1. PAR, a (y), edat. bir çift, bir çift, bir çift hakkında; lütfen. çiftler; m 1. Suyun ısıtıldığında dönüştüğü gaz. Sıcak buhar. Soğuk buhar. buhar yoğunlaşması. Atmosferdeki su buharı miktarı. Buharlı aşçı. // gibi bir gaz itici güç… … ansiklopedik sözlük

Genellikle, P. kelimesi yalnızca anlaşılır gaz hali kritik altındaki sıcaklıklarda vücut, bu durumu kritik üzerindeki sıcaklıklarda bu cismin gazı olarak adlandırır. Buharlaşma sadece sıvının yüzeyinden değil, aynı zamanda ... ... Ansiklopedik Sözlük F.A. Brockhaus ve I.A. efron

100°C sıcaklıkta, 637 cal/kg ısı içeriğine sahip kuru doymuş buhar ilk sıcaklık O°C'de su. N.P. kavramı, farklı buhar özelliklerine sahip kazanların buhar çıkışını karşılaştırmak için kullanılır ve ... ... Denizcilik Sözlüğü

RMG 75-2004: Ölçümlerin tekdüzeliğini sağlamak için devlet sistemi. Maddelerin nem ölçümü. Terimler ve tanımlar- Terminoloji RMG 75 2004: Devlet sistemiölçümlerin tekdüzeliğini sağlamak. Maddelerin nem ölçümü. Terimler ve tanımlar: 11 kesinlikle kuru madde: Hiç nem içermeyen varsayımsal bir madde. Terimin tanımları ... ... Normatif ve teknik dokümantasyon terimlerinin sözlük referans kitabı

Antik çağlardan beri insanlar suyun sadece insanlar ve her türlü hayvan ve bitki organizması için değil, aynı zamanda dünyadaki tüm yaşam için büyük önemini anlamaya başladılar. Hatta ilk Yunan filozoflarından bazıları, doğadaki şeyleri anlamanın başına su koymuşlar ve ... ... Ansiklopedik Sözlük F.A. Brockhaus ve I.A. efron

Suyun buhar oluşturmak üzere ısıtıldığı bir basınçlı kap. Termal enerji Buhar kazanına sağlanan , yakıt yanması, elektrik, nükleer, güneş enerjisi veya jeotermal enerjiden gelen ısı olabilir. Kazan verdiği için ... Collier Ansiklopedisi

Su buharı, özel bir odaya - kazan dairesine - monte edilen buhar kazanlarında üretilir. Kazan dairesinden üretilen buhar, buhar boru hatları vasıtasıyla işletmenin atölyelerine aktarılır.

Modern buhar kazanları farklıdır: a) tasarım gereği - gaz borulu ve su borulu kazanlar; b) ısıtma yüzeyinin uzaydaki konumuna göre - yatay ve dikey kazanlar; c) kazandaki suyun sirkülasyonu için - doğal ve cebri sirkülasyonlu kazanlar; d) buhar basıncı ile: düşük basınçlı kazanlar - 14,7 * 10 4 -15,7 * 10 4 N / m 2'ye kadar (15-16 atm) 1, orta basınç - 29,4 * 10'a kadar 4 - 34.3 * 10 4 N / m 2 (30-35 atm) ve yüksek basınç - 765,2*10 4 N/m3 (180 atm) ve üzeri; e) verimlilik açısından - büyük ve küçük üretkenlik kazanları.

Buhar çıkışı, kazan tarafından 1 saatte üretilen ton cinsinden toplam buhar miktarıdır.

Buhar kazanları doymuş buhar yani belirli bir basınç ve sıcaklıkta maksimum yoğunluğa ve esnekliğe sahip buhar üretir. Doymuş buhar durumu, mümkün olan maksimum sayıda molekülün buhar boşluğunda olduğu böyle bir buharlaşma sürecine karşılık gelir. Doymuş buhar ıslak veya kuru olabilir.

Islak doygunluğa, eksik buharlaşmadan kaynaklanan ve su damlacıkları ile buhar karışımından oluşan buhar denir: ıslak doymuş buharın sıcaklığı, kaynar suyun sıcaklığına eşittir.

Tam buharlaşma sırasında elde edilen kuru doymuş buhara buhar denir. Sıcaklığı da kaynayan suyun sıcaklığına eşittir. Kuru buhar, durumun kararsızlığı ile karakterize edilir - ya ıslak doymuş buhar durumuna (soğutulduğunda) veya ısı verildiğinde - aşırı ısıtılmış buhar durumuna geçer. Aşırı ısıtılmış buharın basıncı, aşırı ısınmanın derecesine bakılmaksızın değişmez.

ısıtma. Bu nedenle, buhara aşırı ısıtılmış denir, bu da daha fazla Yüksek sıcaklık aynı basınçta doymuş buhardan daha fazladır. Buhar boru hattından geçen aşırı ısıtılmış buhar yoğunlaşmaz; sadece sıcaklığı düşer.

Suyun kaynama noktasında buhara dönüşmesi, termometre tarafından yakalanmayan belirli bir miktarda ısının harcanması ile ilişkilidir. Suyu buhara dönüştürmek için kullanılan ısıya buharlaşma gizli ısısı denir. Toplam buharlaşma ısısı, suyu kaynayana kadar ısıtmak için kullanılan ısı miktarı (su entalpisi) ile buharlaşma gizli ısısının toplamıdır. Buharlaşma için tüketilen toplam ısı miktarı, buharın ısı içeriğine karşılık gelir. Bu nedenle, buharın ısı içeriği veya entalpisi, 1 kg buharda (kcal / kg veya J / kg) bulunan kilokalori veya joule 1 cinsinden ısı miktarıdır. Buharın entalpisi basınca bağlıdır ve artan basınçla artar. Bu durumda gizli buharlaşma ısısı biraz azalır (Tablo 2). Yoğuşma sırasında, buhar kullanılması durumunda, eşit miktarda ısı açığa çıkar. gizli ısı buharlaşma.

Tablo 2

Doymuş buharın bazı parametreleri

Buhar, metal borulardan yapılmış buhar boru hatları ile tüketim yerlerine aktarıldığında, ısı kaybı nedeniyle doymuş buhar yoğuşur ve kızgın buharın sıcaklığı düşer. Bu amaçla asbest, mantar süsleri, yünlü ve ipek kıtıklar, diyatomlu toprak ve diğer malzemeler kullanılarak yalıtkan borular ile ısı kaybı önemli ölçüde azaltılır. Ancak iyi yalıtılmış buhar hatlarında bile yoğuşma meydana gelebilir. Bu nedenle, olası yoğuşma birikimi olan yerlere, yoğuşmanın otomatik olarak çıkarılması için buhar kapanına bağlı su ayırıcılar kurulur. Cam biçimli bir şamandıra prensibine göre çalışan bir buhar kapanının düzeni, Şek. 52. Saksı sıcak suşamandıranın altındaki halka şeklindeki boşluğu doldurur ve yukarı kaldırır. Sonuç olarak, ekli ile valfli şamandıra çubuğu, tencerenin kapağındaki deliği tıkar. Daha sonra su, şamandıranın kenarlarına ulaşır ve içeriye doğru taşar. Sonra öyle bir an gelir ki şamandıra, içinde biriken suyun ağırlığı altında alçalır ve üstte bir delik açılır. Bu, buhar basıncı altındaki suyu çubuğun etrafındaki borudan çıkış kanalına zorlamak için yeterlidir. Bundan sonra, şamandıra açılır ve valf, şamandıra içinde yeni bir su birikintisi oluşana kadar deliği kapatır. Buhar kapanlarının başka tasarımları da var. Buhar kazanlarındaki buhar, gerekli olana yakın bir basınca sahipse

bir ecza işletmesinin üretim ihtiyaçları için 3.92*10 4 -4.90-10 4 N/m 2, daha sonra bu durumda buhar doğrudan cihaza verilir. Ancak daha sıklıkla üretilen buharın basıncı gerekenden çok daha yüksektir. Bu durumda, iyi yalıtılmış, gerekli mukavemete sahip duvarlara sahip metal bir silindir olan buhar toplayıcıya (buhar dağıtıcısı) gönderilir. Buhar boru hatları, basınç düşürme valfleri adı verilen özel valflerle donatılmış kollektörden ayrılır. Bunların amacı sadece kollektörden borulara buhar beslemesini içeri almak ve durdurmak değil, aynı zamanda yüksek basınçlı buharın düşük basınçlı buhara dönüşümünü azaltmaktır. Bu, buhar boru hattı, buharın kollektörde bulunduğu tam basıncı gerektirmeyen bir aparatı veya aparat sistemini beslediğinde meydana gelir.

Basınç düşürme valfleri, daha keskin genleşme ile dar açıklıklardan buhar tahliyesi ilkesine göre çalışır. Bu, buharın basıncını ve dolayısıyla sıcaklığını azaltır. İşi yaptıktan ve ısısının bir kısmından vazgeçtikten sonra, buhar atmosfere atılmaz, geri dönüş hattına girer (Şek. 53). Aynı zamanda, tükenmiş, “buruşmuş” buhar, her bir aparat veya aparat grubu ile mevcut olan kondens kaplarına girer. Ortaya çıkan yoğuşma, aşağıdaki kazan dairesinde bulunan yoğuşma tankına yerçekimi ile aktığı ortak bir boru hattında toplanır.

zemin seviyesinden, bir enjektör yardımıyla, özel temizlikten sonra buhar kazanına beslenir. Kazanı besleyemeyecek kadar fazla yoğuşma olduğu durumlarda bulaşık, duş ve diğer amaçlar için kullanılır.

Bir önceki alt bölümde ele alınan buharlaşma sürecini sistemde grafiksel olarak gösterelim. vP-koordinatlar. Belirli bir basınçta olduğunu varsayalım. R 1 ve 0°C sıcaklıkta, suyun özgül hacmi dir. Bu su durumunu diyagramda bir nokta ile göstereceğiz (Şekil 5.3). Buharlaşma işlemi sabit basınçta gerçekleştiğinden, böyle bir işlemin çizgisi, noktadan sağa doğru giden bir izobar olacaktır. Diyelim ki kaynamanın başladığı anda, ısıtılan suyun sıcaklığı 'ye eşitlendiğinde, suyun (sıvı) durumunun şu nokta ile belirlendiğini; bu noktada suyun özgül hacmi artacaktır. Daha fazla ısı kaynağı ile ıslak buhar elde edilecek ve tüm su buhara dönüştüğünde kuru olacaktır (nokta ). Doymuş buhar elde etme sürecinde sıcaklığı sabit kaldığından, izobar segmenti de bir izotermdir. Böylece, nokta kaynamanın başlangıcını ve nokta - bunun sonunu gösterir; yani noktada kuruluk derecesi X= 0 ve noktada kuruluk derecesi X=1. Tüm ara noktalar ıslak buharı ifade eder. Islak buharın durumunu belirleyen noktanın bulunduğu çizginin sağına ne kadar uzaksa, bu buharın o kadar kuru olduğu açıktır.

Kuru buhara belirli bir miktar ısı verilirse, o zaman kızgın buhar durumu örneğin bir nokta ile belirlenebilen . Daha fazla ısı sağlanacak, aşırı ısıtılmış buharın özgül hacmi v ayrıca daha büyük olacak ve nokta noktadan daha uzağa yerleştirilecektir.

Benzer bir buharlaştırma işlemi daha yüksek bir basınçta tekrarlanırsa (örneğin, piston üzerindeki yük artırılarak), bu basınca karşılık gelen izobar daha yüksekte yer alacaktır.

Su (sıvı) pratik olarak sıkıştırılamaz olarak kabul edilir ve özgül hacminin basınca bağlı olmadığına inanılır. Bu nedenle gözle görülür bir hata olmadan 0 °C basınç ve sıcaklıkta suyun durumunu belirleyen noktayı nokta ile aynı düşey üzerine yerleştirmek mümkündür. Kesin konuşmak gerekirse, nokta noktanın biraz solunda yer almalıdır.

Pirinç. 5.3. Eksenlerdeki görüntü vP buharlaştırma işlemleri,

sabit basınçlarda akan

Daha önce de belirtildiği gibi, artan basınçla doyma sıcaklığı yükselir. Bu nedenle, suyu daha yüksek bir basınçta kaynama noktasına getirmek için söylenmesi gerekir. daha fazla sıcaklık. Bu durumda su daha fazla genleşecek ve sıvının özgül hacmi daha fazla olacaktır. Suyun kaynamaya başladığı andaki durumunu belirleyen noktanın, noktanın sağındaki izobar üzerinde bulunması gerektiği açıktır.

Basınçtaki diyagramda kuru buharın durumunu belirleyen nokta, noktanın solundaki izobarda yer alacaktır, çünkü deneyimler artan basınçla kuru buhar hacminin azaldığını göstermektedir.

Buharlaşma işlemini daha da yüksek bir basınçta gerçekleştirerek, kuru buhar elde edildiğinde sırasıyla 0 ° C'de kaynama başlangıcında ve kaynama sonunda suyun durumunu belirleyen noktalar elde ederiz.

Aynı isimdeki noktaları diyagram üzerinde birleştirirsek, bir doğru elde ederiz. AB 0 ° C'de ve iki satırda belirli su hacimleri MK ve NK bir noktada birleşen İle. Astar MK kaynamanın başladığı anlarda suyun durumlarını gösteren noktaların yerini ve çizgiyi temsil eder. NK kuru buharın durumlarına karşılık gelen noktaların yeridir. Yani çizgiler MK ve NK tüm diyagramı üç alana bölün: sola uzanan su alanı MK, çizgiler arasında bulunan ıslak buhar alanı MK ve NK, ve hattın sağında bulunan kızgın buhar alanı NK. eğri MK aranan sıvı hattı, ve eğri NK – kuru doymuş buhar hattı. Açıkçası, noktada İle su ve doymuş buhar aynı parametre değerlerine sahiptir p, v ve t, belirlenen ve adlandırılan kritik, ve noktanın kendisi İle – kritik nokta.

Kritik nokta sadece su değil, ilk olarak D.I. tarafından kurulan genel olarak tüm maddelerdir. Mendeleyev. Bu keşif, gerçek gazlar teorisinin daha da geliştirilmesi için son derece önemlidir ve bu nedenle dünya bilimine değerli bir katkıyı temsil eder.

Şu anda su için:

· kritik basınç = 225.65 ≈ 225 ata;

kritik sıcaklık = 374.15 ≈ 374 o C ve

· kritik özgül hacim = 0,0031 m3 /kg.

Kritik noktaüç devletin sınırında yer alır: aşırı ısınmış ve doymuş buhar ve su. Hacmi değiştirmeden basıncı düşürürsek (işlemi Şekil 5.4'te aşağı inen ok boyunca yönlendirmek için), o zaman ıslak buhar elde ederiz.

Pirinç. 5.4. Kritik nokta İleüç devletin sınırında yer alır: su, ıslak buhar ve aşırı ısıtılmış buhar

Hacmi değiştirmeden de basıncı arttırırsak (ok yukarı), o zaman aşırı ısıtılmış buhar alırız ve son olarak, basıncı değiştirmeden hacmi azaltırsak (sola ok), sonra su alırız.

Buhar akışı ölçümünün doğruluğu bir dizi faktöre bağlıdır. Bunlardan biri kuruluk derecesidir. Genellikle bu gösterge, ölçüm ve ölçüm cihazlarının seçiminde ihmal edilir ve tamamen boşuna. Gerçek şu ki, doymuş ıslak buhar esasen iki fazlı bir ortamdır ve bu, kütle akışının ve termal enerjisinin ölçülmesinde bir takım sorunlara neden olur. Bu sorunları nasıl çözeceğimizi bugün anlayacağız.

Su buharı özellikleri

Başlamak için, terminolojiyi tanımlayalım ve ıslak buharın özelliklerinin neler olduğunu öğrenelim.

doymuş buhar- su ile termodinamik dengede olan, basıncı ve sıcaklığı birbirine bağlı olan ve belirli bir basınçta suyun kaynama noktasını belirleyen doyma eğrisinde (Şekil 1) bulunan su buharı.

kızgın buhar- belirli bir basınçta suyun kaynama noktasının üzerindeki bir sıcaklığa ısıtılan su buharı, örneğin ilave ısıtma ile doymuş buhardan elde edilir.

Kuru doymuş buhar(Şek. 1) - renksiz şeffaf gaz, homojendir, yani. homojen ortam. Bir dereceye kadar, bu bir soyutlamadır, çünkü onu elde etmek zordur: doğada sadece jeotermal kaynaklarda bulunur ve buhar kazanları tarafından üretilen doymuş buhar kuru değildir - kuruluk derecesinin tipik değerleri modern kazanlar 0.95-0.97'dir. Çoğu zaman, kuruluk derecesi daha da düşüktür. Ek olarak, kuru doymuş buhar yarı kararlıdır: dışarıdan ısı verildiğinde kolayca aşırı ısınır ve ısı serbest bırakıldığında ıslak doygun hale gelir.

Pirinç. 1. Su buharı doyma çizgisi

Islak doymuş buhar (Şekil 2), buharla termodinamik ve kinetik dengede olan asılı ince sıvı ile kuru doymuş buharın mekanik bir karışımıdır. Gaz fazının yoğunluğundaki dalgalanmalar, taşıyıcılar dahil yabancı parçacıkların varlığı elektrik ücretleri- iyonlar, doğada homojen olan yoğuşma merkezlerinin ortaya çıkmasına neden olur. Doymuş buharın nem içeriği örneğin ısı kaybı veya basınç artışı nedeniyle arttıkça, en küçük su damlacıkları yoğuşma merkezleri haline gelir ve kademeli olarak boyut olarak büyür ve doymuş buhar heterojen hale gelir, yani. sis şeklinde iki fazlı ortam (buhar-yoğuşma karışımı). Buhar-yoğuşma karışımının gaz fazı olan doymuş buhar, hareket sırasında kinetik ve termal enerjisinin bir kısmını sıvı faza aktarır. Akışın gaz fazı, hacminde sıvı fazın damlacıklarını taşır, ancak akışın sıvı fazının hızı, buhar fazının hızından önemli ölçüde düşüktür. Islak doymuş buhar, örneğin yerçekiminin etkisi altında bir arayüz oluşturabilir. Yatay ve dikey boru hatlarında buhar yoğuşması sırasında iki fazlı bir akışın yapısı, gaz ve sıvı fazların oranlarının oranına bağlı olarak değişir (Şekil 3).

Pirinç. 2. Su buharının PV diyagramı

Pirinç. 3. Yatay bir boru hattında iki fazlı akışın yapısı

Sıvı fazın akışının doğası, sürtünme kuvvetlerinin ve yerçekimi kuvvetlerinin oranına bağlıdır ve yatay olarak yerleştirilmiş bir boru hattında (Şekil 4) yüksek buhar hızında, kondens akışı dikey bir boruda olduğu gibi film gibi kalabilir, ortalama olarak spiral bir şekil alabilir (Şekil 5) ve düşük film akışında boru hattının sadece üst iç yüzeyinde gözlenir ve sürekli bir akış, altta bir "akış" oluşur.

Bu nedenle, genel durumda, hareket sırasında bir buhar-yoğun su karışımının akışı üç bileşenden oluşur: kuru doymuş buhar, akışın çekirdeğinde damlalar şeklinde sıvı ve bir film veya jet şeklinde sıvı. boru hattının duvarları. Bu fazların her biri kendi hızına ve sıcaklığına sahipken, buhar-kondensat karışımının hareketi fazların göreli kaymasına neden olur. Matematiksel modellerçalışmalarda ıslak doymuş buhardan oluşan bir buhar boru hattındaki iki fazlı akış sunulmaktadır.

Pirinç. 4. Dikey bir boru hattında iki fazlı akışın yapısı

Pirinç. 5 Kondensatın spiral hareketi.

Akış Ölçüm Problemleri

Islak doymuş buharın kütle akışının ve termal enerjisinin ölçümü aşağıdaki problemlerle ilişkilidir:
1. Islak doymuş buharın gaz ve sıvı fazları farklı hızlarda hareket eder ve boru hattının değişken bir eşdeğer kesit alanını işgal eder;
2. Doymuş buharın yoğunluğu, neminin artmasıyla artar ve ıslak buhar yoğunluğunun farklı kuruluk derecelerinde basınca bağımlılığı belirsizdir;
3. özgül entalpi doymuş buhar, nem içeriği arttıkça azalır.
4. Bir akımdaki ıslak doymuş buharın kuruluk derecesini belirlemek zordur.

Aynı zamanda, ıslak doymuş buharın kuruluk derecesini artırmak iki iyi bilinen yolla mümkündür: bir basınç düşürme valfi kullanarak buharı "yoğurma" (basıncı ve buna bağlı olarak ıslak buharın sıcaklığını düşürme) ve bir buhar ayırıcı ve bir buhar kapanı kullanarak sıvı fazın ayrılması. Modern buhar ayırıcılar, ıslak buharın neredeyse %100 neminin alınmasını sağlar.
İki fazlı ortamın akış hızını ölçmek, henüz araştırma laboratuvarlarının sınırlarını aşmamış olan son derece zor bir iştir. Bu özellikle buhar-su karışımı için geçerlidir.
Çoğu buhar ölçer yüksek hızlıdır, yani. buhar akış hızını ölçün. Bunlar, orifis cihazlarına dayalı değişken basınçlı akış ölçerler, girdap, ultrasonik, takometrik, korelasyon, jet akış ölçerleri içerir. Akan ortamın kütlesini doğrudan ölçen Coriolis ve termal akış ölçerler birbirinden farklıdır.
Nasıl olduğunu düşünün Farklı çeşit akış ölçerler, ıslak buharla uğraşırlarsa görevlerinin üstesinden gelirler.

Değişken basınç debimetreleri

Orifislere (diyaframlar, nozullar, Venturi boruları ve diğer yerel hidrolik dirençler) dayalı değişken basınçlı akış ölçerler, buhar akışını ölçmenin ana araçlarıdır. Bununla birlikte, GOST R 8.586.1-2005 “Sıvıların ve gazların akış hızının ve miktarının basınç düşüşü yöntemiyle ölçülmesi” 6.2 alt bölümü uyarınca: Standart daraltma cihazlarının kullanım koşullarına göre, kontrollü “ortam fiziksel özelliklerde tek fazlı ve homojen olmalıdır”:
Boru hattında iki fazlı bir buhar ve su ortamı varsa, normalleştirilmiş bir doğrulukla değişken basınç düşüş cihazları vasıtasıyla soğutucu akış hızının ölçülmesi sağlanmaz. Bu durumda, "kuruluk derecesinin bilinmeyen bir değerinde ıslak buhar akışının ölçülen buhar fazı (doymuş buhar) akış hızından bahsetmek mümkün olacaktır".
Bu nedenle, ıslak buhar akışını ölçmek için bu tür akış ölçerlerin kullanılması, güvenilir olmayan okumalara yol açacaktır.

Çalışmada, daraltma cihazlarına dayalı değişken basınç düşüşlü akış ölçerlerle ıslak buhar ölçülürken ortaya çıkan metodolojik hatanın (1 MPa'ya kadar bir basınçta ve 0,8'lik bir kuruluk derecesinde% 12'ye kadar) bir değerlendirmesi yapıldı.

Ultrasonik akış ölçerler

Sıvıların ve gazların akışının ölçülmesinde başarıyla kullanılan ultrasonik akış ölçerler, bazı türleri ticari olarak mevcut olmasına veya üretici tarafından duyurulmasına rağmen, buhar akışının ölçülmesinde henüz geniş bir uygulama alanı bulamamıştır. Sorun şu ki, ultrasonik ışının frekans kaymasına dayalı Doppler ölçüm prensibini uygulayan ultrasonik debimetreler, ışın yansıması için gerekli akışta homojensizliklerin olmaması nedeniyle aşırı ısıtılmış ve kuru doymuş buharı ölçmek için ve akışı ölçerken uygun değildir. ıslak buhar hızı, gaz ve sıvı fazların hızlarındaki farktan dolayı okumaları kesinlikle olduğundan az tahmin etmektedir. Aksine, darbeli tip ultrasonik debimetreler, ultrasonik ışının su damlaları üzerindeki yansıması, saçılması ve kırılması nedeniyle ıslak buhar için geçerli değildir.

girdap metre

Farklı üreticilerin girdap ölçerleri, ıslak buharı ölçerken farklı davranır. Bu, hem birincil akış dönüştürücünün tasarımı, girdap algılama ilkesi, elektronik devre hem de yazılımın özellikleri ile belirlenir. Kondensatın algılama elemanının çalışması üzerindeki etkisi esastır. Bazı tasarımlarda, “boru hattında hem gaz hem de sıvı fazlar varken doymuş buhar akışını ölçerken ciddi sorunlar ortaya çıkar. Su, boru duvarları boyunca yoğunlaşır ve boru duvarı ile aynı hizada monte edilen basınç sensörlerinin normal çalışmasına müdahale eder. Diğer tasarımlarda, kondensat sensörü taşabilir ve akış ölçümünü tamamen engelleyebilir. Ancak bazı akış ölçerler için bu pratik olarak okumaları etkilemez.

Ek olarak, iki fazlı akış, blöf gövdesine gelen, hem gaz fazının hızı hem de sıvı fazın hızları (akış çekirdeğinin damla formu ve yakındaki film veya jet) ile ilişkili tam bir girdap frekansları spektrumu oluşturur. -duvar bölgesi) ıslak doymuş buhar. Bu durumda, sıvı fazın girdap sinyalinin genliği çok önemli olabilir ve eğer elektronik devre spektral analiz ve basitleştirilmiş akış ölçer modelleri için tipik olan akışın gaz fazı ile ilişkili "gerçek" sinyali çıkarmak için özel bir algoritma kullanarak sinyalin dijital filtrelenmesini içermez, o zaman güçlü bir küçümseme olacaktır. akış hızı. En iyi vorteks akış ölçer modelleri, yalnızca sinyal-gürültü oranını iyileştirmekle kalmayıp “gerçek” girdap sinyalini vurgulayan, aynı zamanda ortadan kaldıran DSP (Dijital Sinyal İşleme) ve SSP (Hızlı Fourier Dönüşümü Tabanlı Spektral Sinyal İşleme) sistemlerine sahiptir. boru hattı titreşimlerinin ve elektriksel girişimin etkisi.
Vorteks akış ölçerlerin tek fazlı bir ortamın akış hızını ölçmek için tasarlanmış olmasına rağmen, kağıt, su damlaları içeren buhar da dahil olmak üzere iki fazlı ortamın akış hızını ölçmek için kullanılabileceğini ve bir miktar metrolojik bozulma ile kullanılabileceğini göstermektedir. özellikler.

0,9'un üzerinde kuruluk derecesine sahip ıslak doymuş buhar deneysel araştırma EMCO ve Spirax Sarco homojen kabul edilebilir ve PhD ve VLM debimetrelerin doğruluğundaki "marj" nedeniyle (± 0.8-1.0%), kütle akışı ve termal güç okumaları normalize edilen hatalar içinde olacaktır.
0.7-0.9 kuruluk derecesi ile göreceli hata bu debimetrelerin kütle akış ölçümleri yüzde on veya daha fazlasına ulaşabilir.

Örneğin, diğer çalışmalar daha iyimser bir sonuç verir - buhar akış ölçerlerini kalibre etmek için özel bir kurulumda Venturi nozulları ile ıslak buharın kütle akış hızının ölçülmesindeki hata, kuruluk derecesi 0.84'ün üzerinde olan doymuş buhar için ±% 3.0 içindedir. .

Algılama kanadı gibi bir girdap akış ölçerin algılama elemanının yoğuşma ile bloke edilmesini önlemek için, bazı üreticiler sensörü, algılama elemanının ekseni buhar/yoğuşma ara yüzüne paralel olacak şekilde yönlendirmeyi önerir.

Diğer akış ölçer türleri

Değişken diferansiyel/değişken alanlı akış ölçerler, yaylı damperli akış ölçerler ve değişken alan hedefleri, kondens hareketi sırasında akış yolunun olası aşındırıcı aşınması nedeniyle iki fazlı bir ortamın ölçülmesine izin vermez.
Prensipte, yalnızca Coriolis tipi kütle akış ölçerler iki fazlı bir ortamı ölçebilir, ancak çalışmalar Coriolis akış ölçerlerin ölçüm hatalarının büyük ölçüde faz kesirlerinin oranına bağlı olduğunu ve "çok fazlı ortamlar için evrensel bir akış ölçer geliştirme girişimlerinin" olduğunu göstermektedir. bir çıkmaza yol açar." Aynı zamanda, Coriolis akış ölçerler yoğun bir şekilde geliştirilmektedir ve belki de yakında başarıya ulaşılacaktır, ancak şu ana kadar piyasada böyle bir endüstriyel ölçüm cihazı bulunmamaktadır.

Devam edecek.