Gőz víz energiája
T S ÁBRA
A hőmérsékleti T/S diagramban a felületek a hőmennyiséget képviselik.
A T ordinátán a hőmérséklet -273,15 ° C-nál kezdődik, vagyis abszolút nulla (az összes atom mozdulatlan).
Az abszcisszán S = entrópia: a termodinamikában felhasznált mennyiség, amelyet a diagram megértéséhez nem kell tudni (a kíváncsi S = dQ/T összege).
Ahhoz, hogy a P1 nyomáson lévő folyadék TA hőmérsékletről TB-re menjen, a narancssárgára vágott felületnek megfelelő hőmennyiséget kell hozni. Minél nagyobb a felület, annál magasabb a TB.
A víz esetében megmértük az egyik állapotból (nyomás, hőmérséklet) a másikba való átjutáshoz szükséges hőmennyiséget: sok mérés után megkapjuk az alábbi víz TS diagramját az azonos nyomású pontok összekapcsolásával (zöld görbék).
VÍZI T ÁBRA
Kövessük az 1b zöld görbét (1 bar = légköri nyomás):
Ha a vizet 1 ° C-ra melegítjük 0 ° C-on, annak hőmérséklete 0-ról 100 ° C-ra emelkedik. A görbe alatti terület (sárga keltetés) jelzi a felhasznált hő mennyiségét (számérték = 426 kiló joule/kg víz: kj/kg).
Ha tovább melegít, a hőmérséklet 100 ° C-on marad, és a víz elpárolog. A görbe alatti terület (piros sraffozás) jelzi a felhasznált hő mennyiségét (számérték = 2271 kj/kg). Ha ennek a hőnek a 3/4-ét felhasználjuk, 75% gőz és 25% víz lesz: azt mondjuk, hogy a gőztiter 0,75. (a görbe pontja a kék haranggörbe belsejében lesz)
Ha tovább melegítjük, a gőz hőmérséklete megemelkedik. A görbe alatti terület (narancssárga keltetés) jelzi a felhasznált hő mennyiségét (minél jobban növekszik a terület, annál inkább nő a hőmérséklet).
Más zöld görbéket látunk a 10b, 20b és 100b nyomásokra. Ha összekapcsoljuk a forralás kezdő és végpontját a különböző nyomásokhoz, megkapjuk a kék harang alakú görbét (teteje megfelel a kritikus 220 b 374 ° C pontnak).
Légköri nyomáson 5,3-szor nagyobb hőre van szükség 1 kg víz elpárologtatásához, mint 0-100 ° C-os melegítéshez.
20 b nyomáson ez az arány 2,1-re változik (920 kj/kg a víz melegítésére és 1941 kj/kg elpárolog).
A kritikus nyomású vízhez az összes hőt a víz melegítésére fordítják (nincs többé párolgás).
Minél nagyobb a nyomás, annál több hőre van szükség a víz forralásához.
Alacsony nyomás esetén fontos a víz-gőz átalakulásának energiája: Látjuk annak fontosságát, hogy a gépeknél a gőzt a lehető legalacsonyabb nyomásig használják a lehető legtöbb energia visszanyerése érdekében. (Titanic géppélda: a csak 0,6 és 0,07 bar között üzemelő turbina a hármas tágulási dugattyús gépek 60% -ának megfelelő teljesítményt nyújt, amelyek ennek ellenére 15–0,6 bar nyomáson gőzt használnak. Lásd a gépek oldalt.).
Minél jobban emelkedik a nyomás, annál közelebb vannak a nyomásgörbék. Így az 1b és 10b görbék közötti terület nagyobb, mint a 10b és 20b görbék között.
Példa:
0 ° C-tól felmelegedni, majd 42 mb (30 ° C) nyomáson 1 kg vizet elpárologtatni, 2570 kj-t kell elkölteni.
ha 1 b-ra (100 ° C) megyünk, hozzá kell adnunk 127 kj-t
ha 10 b-ra (180 ° C) megyünk, hozzá kell adnunk 127 kj-t
ha 20 b-ra (213 ° C) megyünk, hozzá kell adnunk 30 kj-t
(a hozzáadandó hőmennyiség kicsi a nyomás növelésekor: a zöld görbe/kék görbe metszéspontja emelkedik, ami növeli a felületet, de balra is mozog, ami csökkenti)
Töltse le a T S diagram pdf-fájlját: Diagramme-Ts-eau.pdf
Az energiaegységek (kwh, kcal, kj, kg szén/ch h) átalakítására szolgáló oldal: konverter