Kvalita páry - Vapor quality

Termodynamika
Klasický Carnotův tepelný motor
Pobočky Klasický Statistický Chemikálie Kvantová termodynamika Rovnováha  / Nerovnováha
Zákony Zeroth za prvé Druhý Třetí
Systémy Stát Stavová rovnice Ideální plyn Skutečný plyn Stav hmoty Rovnováha Ovládejte hlasitost Nástroje Procesy Izobarický Izochorický Izotermický Adiabatický Isentropic Isenthalpic Kvazistatický Polytropní Bezplatná expanze Reverzibilita Nevratnost Endoreversibility Cykly Tepelné motory Tepelná čerpadla Tepelná účinnost
Systémové vlastnosti Poznámka: Konjugujte proměnné v kurzíva Diagramy vlastností Intenzivní a rozsáhlé vlastnosti Procesní funkce Práce Teplo Funkce státu Teplota  / Entropie  (úvod ) Tlak  / Objem Chemický potenciál  / Číslo částice Kvalita páry Snížené vlastnosti
Vlastnosti materiálu Databáze nemovitostí Specifická tepelná kapacita   ${displaystyle c =}$ ${displaystyle T}$ ${displaystyle částečné S}$ ${displaystyle N}$ ${displaystyle částečné T}$ Stlačitelnost   ${displaystyle eta = -}$ ${displaystyle 1}$ ${displaystyle částečné V}$ ${displaystyle V}$ ${displaystyle částečný p}$ Teplotní roztažnost   ${displaystyle alpha =}$ ${displaystyle 1}$ ${displaystyle částečné V}$ ${displaystyle V}$ ${displaystyle částečné T}$
Rovnice Carnotova věta Clausiova věta Základní vztah Zákon o ideálním plynu Maxwellovy vztahy Vzájemné vztahy Onsager Bridgmanovy rovnice Tabulka termodynamických rovnic
Potenciál Energie zdarma Zdarma entropie Vnitřní energie ${displaystyle U (S, V)}$ Entalpie ${displaystyle H (S, p) = U + pV}$ Helmholtzova volná energie ${displaystyle A (T, V) = U-TS}$ Gibbsova volná energie ${displaystyle G (T, p) = H-TS}$
Dějiny Kultura Dějiny Všeobecné Entropie Zákony o plynu Stroje „Perpetual Motion“ Filozofie Entropie a čas Entropie a život Brownova ráčna Maxwellův démon Paradox smrtelné smrti Loschmidtův paradox Synergetika Teorie Kalorická teorie Teorie tepla Vis viva („živá síla“) Mechanický ekvivalent tepla Hnací síla Klíčové publikace "Experimentální dotaz Co se týče ... tepla " "V rovnováze Heterogenní látky " "Úvahy o Hnací síla ohně " Časové osy Termodynamika Tepelné motory Umění Vzdělávání Maxwellův termodynamický povrch Entropie jako rozptýlení energie
Vědci Bernoulli Boltzmann Carnot Clapeyron Clausius Carathéodory Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Maxwell von Mayer Onsager Rankine Smeaton Stahl Thompson Thomson van der Waals Waterston
Rezervovat Kategorie

v termodynamika, kvalita páry je hmotnostní zlomek v nasycené směsi, která je pára;^[1] jinými slovy, nasycená pára má „kvalitu“ 100% a nasycená kapalina má „kvalitu“ 0%. Kvalita páry je intenzivní vlastnictví které lze použít ve spojení s jinými nezávislými intenzivními vlastnostmi k určení termodynamický stav pracovní tekutiny a termodynamický systém. Pro látky, které nejsou, to nemá žádný význam nasycené směsi (například, stlačené kapaliny nebo přehřáté tekutiny Kvalita páry je důležitá veličina během adiabatického expanzního kroku v různých termodynamických cyklech (např Organický Rankinův cyklus, Rankinův cyklus, atd.). Pracovní kapaliny lze klasifikovat použitím vzhledu kapiček v páře během expanzního kroku.

Kvalitní ${displaystyle chi}$ lze vypočítat vydělením hmotnosti páry hmotou celkové směsi:

${displaystyle chi = {frac {m_ {vapor}} {m_ {total}}}}$

kde ${displaystyle m}$ označuje hmotnost.

Další definice používaná chemickými inženýry definuje kvalitu (q) tekutiny jako frakci, která je nasycenou kapalinou.^[2] Podle této definice má nasycená pára q = 0. Nasycená kapalina má q = 1.^[3]

Alternativní definicí je „rovnovážná termodynamická kvalita“. Může být použit pouze pro jednosložkové směsi (např. Voda s párou) a může nabývat hodnot <0 (pro podchlazené kapaliny) a> 1 (pro super-nasycené páry):

${displaystyle chi _ {eq} = {frac {h-h_ {f}} {h_ {fg}}}}$; kde h je entalpie specifická pro směs, definovaná jako:

${displaystyle h = {frac {m_ {f} .h_ {f} + m_ {g} .h_ {g}} {m_ {f} + m_ {g}}}}$.

Dolní indexy f a g označují nasycenou kapalinu a nasycený plyn a fg označují odpařování.^[4]

Výpočet

Výše uvedený výraz pro kvalitu páry lze vyjádřit jako:

${displaystyle chi = {frac {y-y_ {f}} {y_ {g} -y_ {f}}}}$

kde ${displaystyle y}$ se rovná buď specifická entalpie, charakteristický entropie, konkrétní objem nebo specifická vnitřní energie, ${displaystyle y_ {f}}$ je hodnota specifické vlastnosti nasyceného kapalného stavu a ${displaystyle y_ {g} -y_ {f}}$ je hodnota specifické vlastnosti látky v kupolové zóně, kterou můžeme najít jak kapalnou ${displaystyle y_ {f}}$ a pára ${displaystyle y_ {g}}$.

Dalším výrazem stejné koncepce je:

${displaystyle chi = {frac {m_ {v}} {m_ {l} + m_ {v}}}}$

kde ${displaystyle m_ {v}}$ je hmotnost páry a ${displaystyle m_ {l}}$ je kapalná hmota.

Kvalita páry a práce

Původ myšlenky na kvalitu páry byl odvozen od počátků termodynamika, kde důležitou aplikací byla Parní motor. Nízká kvalita páry by obsahovala vysokou vlhkost procenta, a proto snadněji poškodí komponenty.^{[Citace je zapotřebí ]} Vysoce kvalitní pára by ne korodovat parní stroj. Parní stroje použijte vodní páru (pára ) tlačit písty nebo turbíny a tento pohyb se vytvoří práce. Kvantitativně popsáno kvalita páry (suchá pára) je podíl nasycené páry ve směsi nasycené vody a páry. Jinými slovy, kvalita páry 0 označuje 100% vody, zatímco kvalita páry 1 (nebo 100%) označuje 100% páry.

Kvalita páry, na které parní píšťalky jsou foukané je variabilní a může ovlivnit frekvence. Kvalita páry určuje rychlost zvuku, která klesá s klesající suchostí v důsledku setrvačnost z kapalná fáze. Také konkrétní objem páry pro danou teplotu klesá s klesající suchostí.^[5][6]

Kvalita páry je při určování velmi užitečná entalpie nasycené směsi voda / pára, protože entalpie páry (plynný stav) je o mnoho řádů vyšší než entalpie vody (kapalný stav).

Reference