Gőz páratartalma

Gőznedvesség - a telített gőzben lévő cseppfolyadék aránya a fáziskeverék teljes mennyiségéhez

y = {G_f \over{G_f+G_s}}

ahol a folyékony fázis tömege, a száraz gőz tömege. A gőzszárazságot hasonló módon határozzuk meg $G_f$ $G_{s}$

x = {G_s \over{G_f+G_s}} = 1-y

Mindkét mennyiség nyilvánvalóan 0 és 1 közötti értéket vehet fel. Kiterjesztett értelemben a gőz szárazsága, vagy a folyadék- gőz keverék gőztartalma meghatározható a közeg entalpiáján és a telített folyadék entalpiáján, ill . száraz telített gőz , mint $én$ $én'$ $én''$

x = {{ii'}\over{i''-i'}}

Ez az érték negatív lehet túlhűtött víz esetén , és meghaladhatja az egységet túlhevített gőz esetén .

Technológiában

A kazánban telített gőz képződésével a víz egy része csepegtető állapotban marad. Ezenkívül a csővezetékek hővesztesége további kondenzátum képződéshez vezet , amelynek mennyisége minél nagyobb, minél magasabb volt a csepegtető nedvesség kezdeti szintje. A kondenzátum arányának növekedése viszont intenzívebb hőveszteséghez vezet. Ezenkívül a gőz túlhevítésű kazánokban a nedvesség átjutása a túlhevítőbe gyors szennyeződéshez vezet sókkal , amelyek vízben való oldhatósága sokkal nagyobb, mint a gőzben.

A gőzkazánok dobjaiba való nedvesség beszivárgásának megakadályozására törekednek a lehető legnagyobb párolgási tükör kialakítására a közeg sebességének csökkentése érdekében, és speciális elválasztó eszközöket is alkalmaznak . A gőz páratartalma a dob kimeneténél 0,1-0,15%-ra csökkenthető [1] . Az atomerőművek gőz-gőz túlhevítője előtt szeparátort is használnak , amelyből a nedvességet a regeneráló rendszerbe eltávolítják, a nagy szárazságú gőz pedig túlhevül.

A gőzben durván eloszlatott cseppnedvesség koptató tulajdonságokat ad neki, a szelepek gyors kopásához vezet, és minden olyan helyen, ahol az áramlás iránya megváltozik (a gőznél sűrűbb cseppek nagy tehetetlenséggel bírnak, és a falnak ütköznek). A turbinatechnikában a gőz végső nedvességtartalmát a lapátok kopási körülményei és az utolsó rekeszek hatásfokának 8-14%-os csökkenése korlátozza (a határ a kerületi sebesség növekedésével csökken ) [2] .

A gőz páratartalmának csökkentésének módjai

A fenti és egyéb okok miatt a technológiában bizonyos esetekben csak teljesen száraz telített vagy túlhevített (legalább enyhén) gőz használata megengedett. Ugyanakkor számos rendelkezésre álló gőzforrás enyhén vagy nagyon nedves gőzt állít elő ( RBMK reaktorok és számos atomerőművi gőzfejlesztő , dobkazán a dob kimeneténél, elpárologtatók , a legtöbb GeoTPP kút , alacsony turbinás elszívás stb.). A következő típusú eszközöket használják a gőz nedvességtartalmának csökkentésére és megszüntetésére:

Elválasztók Mechanikusan válassza el a fázisokat . A legtöbb esetben a hatás azon alapul, hogy amikor az áramlás megfordul, a centrifugális erő hatására nehezebb folyadék lök ki belőle , valamint azon a tulajdonságán, hogy bizonyos anyagokhoz (különösen acélhoz , öntöttvashoz ) tapad. Ennek megfelelően vannak ciklonos, zsalugáteres gőzleválasztók. Felszerelhetők a dob belsejébe vagy más helyekre. Gőz túlhevítés

Az elsődleges túlhevítő a hőforrás (kazán, gőzfejlesztő) párolgási felülete után kerül beépítésre, mielőtt a gőzt a felhasználási helyre szállítanánk; a legtöbb nagy modern kazánban szerves része, néha külön készülék. A turbinában végzett munka után a gőznek további hőt lehet adni, ami után annak nedvességtartalma (ha van) eltávolítható, és a munkaképesség ( entalpia ) megnő. Hőerőművekben és egyes atomerőművekben (különösen a BN-600 egységben ) a gőzt visszavezetik a hőforrásba, ahol egy speciális csőkötegben - egy közbenső túlhevítőn - vezetik át. Az atomerőmű jelentős részén a turbinafejben lévő gőz kezdetben nedves, és jelentős nedvességtartalomig ér el, majd a szeparátorba kerül, ahol a nedvességet lehetőség szerint eltávolítják. Mivel kényelmetlen és megbízhatatlan a leválasztott gőz visszavezetése a gőzfejlesztőbe, túlmelegedését primer gőz biztosítja egy felületi hőcserélőben - egy gőz-gőz túlhevítőben.

Fojtás A gőz nyomása munkavégzés és hőelvonás nélkül felszabadul, és ennek következtében entalpiája a folyamat végén meghaladja a telített gőz entalpiáját ennél az alacsonyabb nyomásnál. A probléma az, hogy körülbelül 235/3,08 MPa paramétereknél a telített vízgőz entalpiája maximummal rendelkezik; ha a gőzt a magasabb paraméterű telítési vonal közelében fojtjuk, akkor először annak nedvességtartalma növekszik, ami a redukáló egység gyors kopásához vezet, és csak alacsony paraméterű száraz gőz előállítását teszi lehetővé [3] .

Gőztartalom és fázissebességek kétfázisú áramlásokban

Kétfázisú áramlásban a gőz és a folyadék különböző sebességgel mozoghat : például felfelé irányuló mozgás során a sűrűbb folyadékcseppek lemaradnak a gőz mögött, lefelé haladva pedig megelőzik azt. Ezenkívül az ilyen áramlások mozgásának dinamikájának kiszámításakor (például a kazánok párolgási felületének csöveiben történő keringés kiszámításakor ) nem annyira a tömeg aránya, mint a fázisok térfogata fontos. [négy]

Keringési arány

w_{0}

vízsebesség, m / s , telítési hőmérsékleten (sűrűség kg/m³), amely megfelel a munkaközeg áramlási sebességének , kg /s, a csatornában , m² keresztmetszetű

\rho'

G_{f+s}

f

w_0=G_{f+s}/(\rho'f\,)

Csökkentett víz , gőz sebesség

w_0^{\prime}

w_0^{\prime\prime}

az a sebesség, amely egy fázisnak a teljes keresztmetszeten való áthaladásakor lenne

w_0^{\prime,\prime\prime}=G_{f,s}/(\rho^{\prime,\prime\prime}f)

A gőz és a víz valódi (átlagos áramlási) sebessége

w''=G_s/(\rho^{\prime\prime}f_s)

. _

w'=G_f/(\rho^{\prime}(f-f_s))

ahol , m² a gőz által elfoglalt keresztmetszeti terület.

f_s

Relatív gőzsebesség

w_{r}

különbség a gőz és a víz valódi sebessége között ( , )

w''=G_s/(\rho^{\prime\prime}f_s)

w'=G_f/(\rho^{\prime}(f-f_s))

w_r=w''-w'

Gőz-víz keverék sebessége

w_{f+s}

a csőben lévő keverék térfogatáramának m³/s és a keresztmetszet aránya

V_{f+s}=G_f/\rho'+G_s/\rho''

w_{f+s}=V_{f+s}/f

Tömeg gőztartalma

x

a gőzáram tömeghányada az áramlásban , . Mivel a fázissebességek általában nem egyenlőek, csőből történő mintavételkor olyan összefüggést kapunk, amely nem tükrözi az áramlás valódi entalpiaátvitelét.

w'=w''

x=G_s/G_{f+s}

Térfogati fogyasztás gőztartalom

\beta

a gőzáram térfogathányada az áramlásban -on . Bármilyen sebességarányhoz

w'=w''

\beta={V_s \over V_{f+s}}={1 \over 1+{{{1-x}\over x}{\rho''\over \rho'}}}

Valódi (nyomásos) gőztartalom

\varphi

a csőszakasz gőz által elfoglalt aránya: . Ezt az értéket (átlagos magasság) használják a nyomás , Pa, természetes keringés kiszámításakor: a rendszer magasságában és az ejtőcsőben lévő víz sűrűségében

\varphi=f_s/f

\Delta p_a

h

\rho'

\Delta p_a=gh\langle\varphi\rangle_h(\rho'-\rho'')

ahol m/s² a szabadesési gyorsulás . Mivel a fűtött csőben a mozgás felfelé halad, és a természetes keringés nyomása kisebb, mint a cirkulációs arány értéke alapján feltételezhető lenne . $g\kb9.807$ $\varphi<\beta$

Jegyzetek

↑ Zakh R. G. Kazánberendezések. - M . : Energia, 1968. - S. 156-158. — 352 p.
↑ Hő- és atomerőművek turbinái / Szerk. A. G. Kosztjuk, V. V. Frolov. - M . : MPEI Kiadó, 2001. - S. 131. - 488 p. — ISBN 5-7046-0844-2 .
↑ Ezenkívül minél alacsonyabbak, annál magasabbak a bemenetnél, például 7 MPa / 286 ° C-os gőzből 2772 kJ / kg entalpiával csak körülbelül 0,88 MPa / 174 ° C érhető el.
↑ Dvoinishnikov V. A. et al. A kazánok és kazántelepek tervezése és számítása: Tankönyv a műszaki iskolák számára a "Kazánépítés" szakterületen / V. A. Dvoinishnikov, L. V. Deev, M. A. Izyumov. - M .: Mashinostroenie, 1988. - S. 164-167. — 264 p.

Gőz páratartalma

Technológiában

A gőz páratartalmának csökkentésének módjai

Gőztartalom és fázissebességek kétfázisú áramlásokban

Jegyzetek

Források