ВЛАЖНЫЙ ПАР ИЛИ СУХОЙ ПАР: О РОЛИ ПАРОСОДЕРЖАНИЯ
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.
Сухость пара = 100% — [% удерживаемой воды] (по массе)
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
ν = X • νg + (1 — X) • νf
- где:
- X ＝ сухость (% / 100)
- νf = удельный объем насыщенной воды
- νg = удельный объем насыщенного пара
Удельная энтальпия (h) влажного пара
h = hf + X • hfg
- где:
- X ＝ сухость (% / 100)
- hf = удельная энтальпия насыщенной воды
- hfg = удельная энтальпия насыщенного пара — удельная энтальпия насыщенной воды
Удельная энтропия (s) влажного пара
s = sf + X • sfg
- где:
- X ＝ сухость (% / 100)
- sf = удельная энтропия насыщенной воды
- sfg = удельная энтропия насыщенного пара — удельная энтропия насыщенной воды
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%.
С увеличением количества воды в паре латентное тепло снижается, а значит пар передает рабочему процессу нагревания или нагреваемому продукту всё меньше и меньше тепла.
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
Следует принять соответствующие меры для сброса всего конденсата в трубопроводе, в т.ч. и капелек воды, попавших с потоком пара.
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:
