Razlike med pregreto paro in nasičeno paro

Para je vir toplote, ki ga potrebuje vsaka pralnica. Kakšne so torej razlike med pregreto paro in nasičeno paro? Razlike so v njunem termodinamičnem stanju.

Nasičena para

Nasičena para pomeni stanje, v katerem tekočina in plin sobivata v ravnovesju pri določenem tlaku. V tem stanju tekočina še naprej izhlapeva, plin pa se kondenzira, dokler ne dosežeta dinamičnega ravnovesja. Takrat se temperatura in tlak tekočine ...parasta fiksna. Imenujeta se nasičena temperatura in nasičen tlak. Na začetku ravnovesja je para mokra nasičena para. Če segrevamo še naprej, se para po izhlapevanju vse vode v nasičeni vodi spremeni v suho nasičeno paro. Temperatura pare od mokre nasičene do suhe nasičene ostane enaka. Temperatura pare se med prehodom od mokre do suhe nasičene ne poveča. Pri fiksnem tlaku, če se suha nasičena para dodatno segreje, se njena temperatura dvigne in postane pregreta para. Pregreta para ne vsebuje kapljic tekočine ali tekočih meglic in je dejansko plin.

❑ Primer

Da povzamem preprosto situacijo:

● Pri določenem tlaku voda začne uparjati in po segrevanju do vrenja postopoma prehaja v paro. V tem času je temperatura pare enaka temperaturi nasičenja. Ta temperatura je povezana s tlakom. Višji kot je tlak, višja je temperatura nasičenja. Nasprotno, nižji kot je tlak, nižja je temperatura nasičenja. Pri tlaku 0,10 MPa je temperatura nasičenja 99,09 °C. Pri tlaku 4,05 MPa je temperatura nasičenja 249,18 °C. Pri tlaku 10,13 MPa je temperatura nasičenja 309,53 °C.

Pregreta para

Temperatura se bo po nadaljnjem segrevanju nasičene pare pri tem tlaku še naprej dvigovala in presegla temperaturo nasičenosti. Ta para, ki preseže temperaturo nasičenosti, se imenuje pregreta para. V tem stanju temperatura in tlak pare nista več fiksna. Ko se toplota poveča, se tudi povečata. Pregreta para ima večjo toplotno energijo in toplotno kapaciteto.

❑ Pomanjkljivost

Vendar pa je v dejanski uporabi uporaba pregrete pare za ogrevanje relativno neučinkovita. To je zato, ker je treba pregreto paro ohladiti na temperaturo nasičenosti, da se sprosti entalpija izhlapevanja. Toplota, ki se sprosti pri ohlajanju pregrete pare na temperaturo nasičenosti, je zelo majhna v primerjavi z entalpijo izhlapevanja.

● Če je pregrevanje pare zelo majhno, se ta majhen del toplote relativno enostavno sprosti. Ko pa je pregrevanje zelo veliko, je čas ohlajanja veliko daljši. V tem času se lahko sprosti le zelo majhna količina toplote.

V dejanski opremi za izmenjavo toplote bo uporaba pregrete pare v notranjosti opreme za izmenjavo toplote ustvarila suho steno. Na tem območju se bo hitro nabral vodni kamen, kar bo povzročilo pregrevanje stene cevi in ​​​​posledično odpoved cevi. Zato je temperatura pregrete pare pri enakem tlaku, čeprav je temperatura nasičene pare višja od temperature nasičene pare, njena ogrevalna zmogljivost nižja od nasičene pare.

Zaključek

V dejanski proizvodnji, če želijo pralnice uporabiti visokotemperaturno in visokotlačno pregreto paro, ki jo proizvaja elektrarna, mora para najprej preiti skozi sistem postaje za zmanjšanje pregrevanja in tlaka, da se pregreta para pretvori v nasičeno paro, preden se lahko uporabi. Pregreta para lahko svojo najbolj uporabno latentno toploto sprosti šele, ko se ohladi v nasičeno stanje.