Різниця між перегрітою парою та насиченою парою

Пара – це теплове джерело, необхідне кожній пральній установці. Тоді які відмінності між перегрітою парою та насиченою парою? Відмінності полягають у їхньому термодинамічному стані.

Насичена пара

Насичена пара означає стан, коли рідина та газ співіснують у рівновазі за певного тиску. У цьому стані рідина продовжуватиме випаровуватися, а газ продовжуватиме конденсуватися, доки вони не досягнуть динамічної рівноваги. У цей час температура та тискпарафіксовані. Вони називаються насиченою температурою та насиченим тиском. На початку рівноваги пара є вологою насиченою парою. Якщо продовжувати нагрівати, пара стане сухою насиченою парою після того, як вся вода з насиченої води випарується. Температура пари від вологої насиченої до сухої насиченої залишається незмінною. Температура пари не підвищується під час процесу від вологого насичення до сухого насичення. При фіксованому тиску, якщо суху насичену пару додатково нагрівати, її температура підвищується, і вона перетворюється на перегріту пару. Перегріта пара не містить крапель рідини або рідких туманів і є фактичним газом.

❑ Приклад

Щоб розібратися в простій ситуації:

● За певного тиску вода починає випаровуватися та поступово перетворюється на пару після нагрівання до кипіння. У цей час температура пари дорівнює температурі насичення. Ця температура пов'язана з тиском. Чим вищий тиск, тим вища температура насичення. І навпаки, чим нижчий тиск, тим нижча температура насичення. Коли тиск становить 0,10 МПа, температура насичення становить 99,09 °C. Коли тиск становить 4,05 МПа, температура насичення становить 249,18 °C. Коли тиск становить 10,13 МПа, температура насичення становить 309,53 °C.

Перегріта пара

Температура продовжуватиме зростати і перевищить температуру насичення за цього тиску після подальшого нагрівання насиченої пари. Ця пара, яка перевищує температуру насичення, називається перегрітою парою. У цьому стані температура та тиск пари більше не є фіксованими. Коли температура зростає, вони також збільшуються. Перегріта пара має вищу теплову енергію та теплоємність.

❑ Недолік

Однак, на практиці, використання перегрітої пари для нагрівання є відносно неефективним. Це пояснюється тим, що перегріту пару необхідно охолодити до температури насичення, щоб вивільнити ентальпію випаровування. Тепло, що виділяється при охолодженні перегрітої пари до температури насичення, дуже мале порівняно з ентальпією випаровування.

● Якщо перегрів пари дуже малий, цю невелику частину тепла відносно легко вивільнити. Однак, коли перегрів дуже високий, час охолодження значно довший. Протягом цього періоду може вивільнитися лише дуже невелика кількість тепла.

У реальному теплообмінному обладнанні використання перегрітої пари призведе до утворення сухої стінки всередині теплообмінного обладнання. У цій ділянці швидко утворюватиметься накип, що призведе до перегріву стінки труби та її руйнування. Тому, хоча температура перегрітої пари за того ж тиску вища, ніж у насиченої пари, її теплоємність нижча, ніж у насиченої пари.

Висновок

У реальному виробництві, якщо пральні хочуть використовувати перегріту пару високої температури та високого тиску, що виробляється електростанцією, пара спочатку повинна пройти через систему станцій охолодження та зниження тиску, щоб перетворити перегріту пару на насичену пару, перш ніж її можна буде використовувати. Перегріта пара може вивільнити свою найкориснішу приховану теплоту лише після охолодження до насиченого стану.