Интернет журныл о промышленности в Украине

параметри пара

  1. Насичений пар
  2. перегрітий пар

- насичений пар

- паровміст або ступінь сухості

- ентальпія пара

- теплота пароутворення

- перегріта пара

Властивості пара визначаються його параметрами, тобто величинами, котрі характеризують стан пара (тиск, температура, ступінь сухості, ентальпія, теплосодержание і т. Д.). Теплова енергія підводиться до паровій турбіні за допомогою водяної пари, що є носієм теплової енергії (теплоносієм).

Насичений пар

Якщо нагрівати воду у відкритому посуді, то температура її буде поступово підвищуватися, поки не досягне приблизно 1000 С; після цього подальше підвищення температури припиняється і починається кипіння води, тобто бурхливий перехід її в пароподібний стан. Температура води під час кипіння залишається однією і тією ж, так само як температура виходить над водою пара; вона дорівнює точно 1000 С при нормальному атмосферному тиску, рівному тиску ртутного стовпа 760 мм висотою. Штучно змінюючи тиск, можна змінювати температуру кипіння в дуже широких межах; при збільшенні тиску температура кипіння підвищується, при зменшенні тиску - знижується.

Так, при тиску 0,02 ата (0,02 від атмосферного тиску) вода кипить при 17,20 С, а при тиску 10 ата при 1790 С.

Температура пара над водою, з якої він виходить (рис. 1), завжди дорівнює температурі цієї води. Добутий над водою пар називається насичений пар. Температура пара над водою, з якої він виходить (рис

Певній температурі насиченої пари завжди відповідає певний тиск, і навпаки, певному тиску завжди відповідає строго певна температура.

В (Таблиці 1) наводиться залежність між температурою і тиском насиченої пари.

Вимірявши термометром температуру насиченої пари, можна з цієї таблиці визначити його тиск або, вимірявши тиск, визначити температуру.

При утворенні пари в паровий простір котла завжди потрапляють частинки води, що захоплюються виділяється парою; особливо сильне зволоження пара відбувається в сучасних потужних котлах при роботі їх з великим навантаженням. Крім того, насичений пар володіє тим властивістю, що при самому незначному відібрання теплоти частина пара звертається в воду (конденсується); вода у вигляді дрібних крапельок утримується в парі. Таким чином, практично ми завжди маємо суміш сухого пара і води (конденсату); така пара називається вологий насичений пар. Так само як і у сухого насиченої пари, температура вологої пари завжди відповідає його тиску.

Склад вологої пари прийнято виражати у вагових частинах пара і води. Вага сухого пара в 1 кг вологої пари називається паросодержания або ступенем сухості і позначається букової «х». Значення «х» зазвичай дають в сотих частках. Таким чином, якщо кажуть, що у пари «х» = 0,95, то це означає, що у вологому парі міститься по вазі 95% сухого пара і 5% води. При «х» = 1 насичений пар носить назву сухого насиченої пари.

Один кілограм води при своєму випаровуванні дає один кілограм пара; обсяг виходить пара залежить від його тиску, а отже, і від температури. На противагу воді, яка в порівнянні з газами майже нестислива, пар може стискуватися і розширюватися в дуже широких межах.

Питома обсяг, тобто обсяг 1 кг пара, при тиску 1 ата для сухого насиченої пари дорівнює 1,425 м3, тобто в 1725 разів більше обсягу 1 кілограма води. При підвищенні тиску питома обсяг пара зменшується, та як пар як пружне тіло стискається; так, при тиску 5 ата обсяг 1 кг сухого насиченої пари вже дорівнює лише 0,3816 м3.

Ентальпія пари (теплосодержание) - практично визначається як кількість тепла, яке потрібно для повчання 1 кг пара даного стану з 1 кг води при 00 С, якщо нагрівання відбувається при постійному тиску.

Зрозуміло, що при одній і тій же температурі ентальпії пари значно більше, ніж ентальпія води. Для того щоб нагріти 1 кг води від 0 до 1000 С, потрібно затратити приблизно 100 ккал тепла, так як теплоємність води дорівнює приблизно одиниці. Для того ж, щоб перетворити цю воду в суху насичену пару, потрібно повідомити воді додатково значну кількість теплоти, яке витрачається на подолання внутрішніх сил зчеплення між молекулами води при переході її з рідкого стану в пароподібний і на вчинення зовнішньої роботи розширення пара від початкового об'єму v / (обсяг води) до обсягу v // (обсягу пара).

Це додаткова кількість теплоти називається теплота пароутворення.

Отже, ентальпія сухої насиченої пари буде визначатися так:

i // = i / + r, ккал / кг,

де i // - повна теплота (ентальпія пара); i / - ентальпія води при температурі кипіння; r - теплота пароутворення.

Наприклад, при тиску 3 кг / см3 теплосодержание 1 кг окропу одно 133,4 ккал, а теплота пароутворення дорівнює 516,9 ккал / кг; звідси ентальпія сухої насиченої пари при тиску 3 кг / см2 буде:

i // = 133,4 + 516,9 = 650,3 ккал / кг (Табл 2)

Ентальпія вологого насиченого пара в сильному ступені залежить від його ступеня сухості; зі зменшенням ступеня сухості пара його ентальпія зменшується.

Ентальпія вологої пари дорівнює:

iвл = i / (1-x) + i // x, ккал / кг.

Цю формулу легко усвідомити собі на наступному прикладі: припустимо, що тиск пара 5 кг / см2 і ступінь сухості 0,9 інакше кажучи, 1 кг цього пара містить 0,1 кг води і 0,9 кг сухого пара. за (Табл 2) знаходимо, що ентальпія води при тиску 5 кг / см2 дорівнює округлено 152 ккал / кг, а ентальпія сухої пари 656 ккал / кг; так як вологий пар складається з суміші сухого пара і води, то ентальпія вологої пари в даному випадку буде дорівнює:

Iвл = (152 * 0,1) + (656 * 0,9) = 605,6 ккал / кг.

Отже, ентальпія вологої пари буде в цьому випадку приблизно на 50 ккал / кг менше, ніж сухого насиченої пари того ж тиску.

перегрітий пар

Якщо насичений пар відвести від поверхні випаровування води в котлі і продовжувати нагрівати його окремо, то температура пара підніматиметься і обсяг його збільшуватися. Пристрій, в якому пар підігрівається (пароперегрівача), повідомляється з паровим простором котла (рис 2). Пар, температура якого вища за температуру кипіння води при тому ж тиску, називається перегрітий пар. Якщо тиск пари дорівнює 25 ата, а температура його 4250 С, то він прегрет на 425 - 222,9 = 202,10 С, так як тиску 25 ата відповідає температура насиченої пари, що дорівнює 222,90 З (Табл 2) Якщо насичений пар відвести від поверхні випаровування води в котлі і продовжувати нагрівати його окремо, то температура пара підніматиметься і обсяг його збільшуватися

Ентальпія перегрітої пари

I = i / + a = i / + r + a, ккал / кг.

Отже, вона перевищує ентальпію сухого насиченої пари того ж тиску на величину, яка має собою кількість теплоти, додатково повідомлене пару при перегріванні; це кількість теплоти одно:

а = ср (t2 - t1), ккал / кг,

де ср - середня теплоємність 1 кг пара при постійному тиску. Її величина залежить від тиску і температури пари; в (Табл. 3) дані значення ср для деяких температур і тисків;

t1 - температура насиченої пари; t2 - температура перегрітої пари.

Ентальпії перегрітої пари для деяких тисків і температур наведені в (Табл. 4) .

Перегріваючи свіжий пар, ми повідомляємо йому додаткову теплоти, тобто збільшуємо початкову ентальпію. Це призводить до збільшення використаного теплопаденія і підвищенню економічного к.к.д. установки працює на перегрітому парі. Крім того, перегрітий пар при русі в паропроводах не конденсується в воду, так як конденсація може початися тільки з моменту, коли температура перегрітої пари знизитися на стільки, що він перейде в насичене стан. Відсутність конденсації свіжого пара особливо важливо для парових турбін, вода, що скупчилася в паропроводі і захоплена паром в турбіну, легко може зруйнувати лопатки турбіни.

Перевага перегрітої пари настільки значні і вигідність його застосування настільки велика, що сучасні турбінні установки працюють майже виключно перегрітою парою.

В даний час більшість теплових електростанцій будується з параметрами пари понад 130 - 150 ата і понад 5650 С. Надалі для найпотужніших блоків передбачається у міру освоєння нових жаростійких сталей підвищити параметри до 300 ата і 6560С.

При розширенні перегрітої пари його температура знижується, після досягнення температури насичення перегрітий пар проходить через стан сухої насиченої пари і перетворюється на вологий пар.


Далі ► ► ► наверх Головна сторінка