Damp fugtighed

Dampfugtighed - forholdet mellem dråbevæsken  indeholdt i den mættede damp og den samlede mængde af blandingen af ​​faser

,

hvor  er massen af ​​væskefasen,  er massen af ​​tør damp. Damptørhed bestemmes på samme måde

.

Begge mængder kan naturligvis tage værdier fra 0 til 1. I udvidet forstand kan tørheden af ​​damp eller dampindholdet i en væske-dampblanding bestemmes gennem mediets entalpi og entalpierne af mættet væske og tør mættet damp som

.

Denne værdi kan være negativ for underafkølet vand og overstige enheden for overophedet damp .

I teknologi

Med dannelsen af ​​mættet damp i kedlen forbliver en del af vandet i dryptilstand. Også varmetab i rørledninger fører til yderligere dannelse af kondensat , hvis mængde er jo større, jo højere var det oprindelige niveau af drypfugtighed. Til gengæld fører en stigning i andelen af ​​kondensat til mere intense varmetab. I kedler med dampoverhedning fører overførsel af fugt til overhederen desuden til dens hurtige forurening med salte , hvis opløselighed i vand er meget højere end i damp.

For at forhindre indtrængning af fugt i dampkedlernes tromler stræber de efter at skabe det størst mulige fordampningsspejl for at reducere mediets hastighed og bruger også specielle separationsanordninger . Dampfugtigheden ved udløbet af tromlen kan reduceres til 0,1-0,15 % [1] . En separator bruges også foran damp-damp-overhederen på atomkraftværker , hvorfra fugten fjernes til regenereringssystemet , og damp med høj tørhed går til overhedning.

Groft spredt dråbefugt i damp giver den slibende egenskaber, fører til hurtigt slid på ventiler og alle steder, hvor strømmen ændrer retning (dråber, der er tættere end damp, har høj inerti og rammer væggen). I turbineteknologi er det endelige fugtindhold i dampen begrænset af betingelserne for slid på vingerne og faldet i effektiviteten af ​​de sidste rum med 8-14 % (grænsen falder med stigende periferihastighed ) [2] .

Måder at reducere fugtigheden i damp

Af ovenstående og andre grunde er det i nogle tilfælde i teknologien tilladt kun at bruge fuldstændig tør mættet eller overophedet (i det mindste lidt) damp. Samtidig producerer mange tilgængelige kilder til damp let eller meget våd damp ( RBMK - reaktorer og mange atomkraftværkers dampgeneratorer , tromlekedler ved udløbet af tromlen, fordampere , de fleste GeoTPP - brønde , lave turbineudvindinger osv.). Følgende typer enheder bruges til at reducere og eliminere dampfugtighed:

Udskillere Mekanisk adskille faserne . I de fleste tilfælde er effekten baseret på det faktum, at når strømmen drejer, udstødes en tungere væske fra den ved centrifugalkraft , såvel som på dens egenskab ved at klæbe til visse materialer (især stål , støbejern ). Følgelig er der cyklon, lameldampseparatorer. De kan installeres inde i tromlen eller andre steder. Damp overophedning

Den primære overheder installeres efter varmekildens fordampningsoverflade (kedel, dampgenerator), før damp tilføres til brugsstedet; i de fleste store moderne kedler er det en integreret del, nogle gange er det en separat enhed. Efter at have udført arbejde i turbinen, kan der tilføres yderligere varme til dampen, hvorefter dens fugtindhold (hvis nogen) fjernes, og evnen til at udføre arbejde ( entalpi ) øges. Ved termiske kraftværker og nogle atomkraftværker (især i BN-600- enheden ) returneres damp til varmekilden, hvor den ledes gennem et specielt rørbundt - en mellemoverheder. På en væsentlig del af atomkraftværket er dampen i hovedet af møllen i første omgang våd og afsluttes til et betydeligt fugtindhold, derefter sendes den til separatoren, hvor fugt fjernes så meget som muligt. Da det er ubelejligt og upålideligt at returnere den separerede damp til dampgeneratoren, er dens overophedning tilvejebragt af primær damp i en overfladevarmeveksler - en damp-damp-overheder.

Drossel Dampens tryk frigives uden at udføre noget arbejde eller fjerne varme, og som et resultat overstiger dens entalpi ved slutningen af ​​processen entalpien for mættet damp ved dette lavere tryk. Problemet er, at ved parametre på ca. 235/3,08 MPa har entalpien af ​​mættet vanddamp et maksimum; hvis damp drosles nær mætningslinjen med højere parametre, vil dens fugtindhold først stige, hvilket vil føre til hurtig slid på reduktionsenheden og vil tillade opnåelse af tør damp med kun lave parametre [3] .

Dampindhold og fasehastigheder i tofasestrømme

I tofasede strømme kan damp og væske bevæge sig med forskellige hastigheder : for eksempel under opadgående bevægelse halter tættere væskedråber efter dampen, og under nedadgående bevægelse er de foran den. Derudover, når man beregner dynamikken i bevægelsen af ​​sådanne strømme (for eksempel ved beregning af cirkulationen i rørene på kedlernes fordampningsoverflade), er det vigtigt ikke så meget vægtforholdet som volumenet af faser. [fire]

Oplagshastighed vandhastighed, m / s , ved mætningstemperatur (densitet kg/m³), svarende til strømningshastigheden , kg /s, af arbejdsvæsken i kanalen med et tværsnit , m² Reduceret hastighed af vand , damp den hastighed, en fase ville have, når den passerer gennem det fulde tværsnit Sande (gennemsnitlige flow) hastigheder af damp og vand ... _ hvor , m² er tværsnitsarealet optaget af damp. Relativ damphastighed forskel mellem de sande hastigheder af damp og vand ( , ) Damp-vand blandingshastighed forholdet mellem volumenstrømmen, m³/s, af blandingen i røret og dets tværsnit Massedampindhold massefraktion af dampstrøm i strømmen ved , . Da fasehastighederne sædvanligvis ikke er ens, opnås der ved prøvetagning fra et rør et forhold, der ikke afspejler den sande entalpioverførsel af flowet. Volumetrisk forbrug dampindhold volumenfraktion af dampstrøm i strømmen ved . For ethvert forhold mellem hastigheder Ægte (tryk) dampindhold andel af rørsektionen optaget af damp: . Denne værdi (gennemsnit i højden) bruges ved beregning af trykket , Pa, naturlig cirkulation: i højden af ​​systemet og tætheden af ​​vand i nedløbsrøret ,

hvor m/s² er fritfaldsaccelerationen . Da bevægelsen i det opvarmede rør er opadgående, og trykket af naturlig cirkulation er mindre, end man kunne antage, baseret på værdien af ​​cirkulationsforholdet .

Noter

  1. ↑ Zakh R. G. Kedelinstallationer . - M . : Energi, 1968. - S. 156-158. — 352 s.
  2. ↑ Turbiner af termiske og atomkraftværker / Ed. A. G. Kostyuk, V. V. Frolov. - M . : MPEI Publishing House, 2001. - S. 131. - 488 s. — ISBN 5-7046-0844-2 .
  3. ↑ Desuden, jo lavere, jo højere er de ved indløbet, for eksempel fra en damp på 7 MPa / 286 ° C med en entalpi på 2772 kJ / kg, kan der kun opnås omkring 0,88 MPa / 174 ° C
  4. ↑ Dvoinishnikov V. A. et al. Design og beregning af kedler og kedelanlæg: Lærebog for tekniske skoler i specialet "Boiler building" / V. A. Dvoinishnikov, L. V. Deev, M. A. Izyumov. - M . : Mashinostroenie, 1988. - S. 164-167. — 264 s.

Kilder