گرمایش-بخار

:: زیارت امام رضا(ع) :: امام رضا(ع)

سایت افغانستان

افغانستان

::

خط مستقیم :

واحد فروش :

051-38472536

051-38472563

 

دیگ بخار دیگ آبگرم دیگ روغن داغ

تجهیزات استخر

 

مقالات انجمن صنعت تاسیسات

بخار سوپرهيت يا بخار اشباع ؟

بخش اول:

در صورت تماس بخار اشباع توليده شده در ديگ با سطوح دما بالا، دماي بخار به بالاتر از دماي تبخير افزايش خواهد يافت. به اين بخار، بخار سوپرهيت گفته شده و به تفاوت دماي بخار اشباع و دماي افزايش يافته بخار، درجه سوپرهيت اطلاق مي گردد.

سوپرهيت نمودن بخار در صورت وجود آب درون بخار ممكن نبوده و افزايش حرارت موجب تبخير قطرات آب خواهد شد. بمنظور گرمايش مجدد، بخار اشباع بايد از درون يك مبدل حرارتي عبور نمايد. اين مبدل مي تواند قسمت ثانويه اي در داخل بويلر بوده و يا بصورت سوپرهيت جداگانه باشد.

سيال گرم كننده نيز مي تواند گازهاي داغ خروجي مشعل بوده و يا اينكه مشعل جداگانه اي تعبيه شود.

بخار سوپرهيت در كاربردهاي خاصي استفاده مي شود، بعنوان مثال در توربين هاي بخار، از بخار سوپرهيت جهت عبور از نازل ها و هدايت به سمت روتور استفاده شده كه منجر به چرخيدن روتور مي شود.

مقاله مجله صنعت تاسيسات

از آنجا كه انرژي لازم فقط از بخار تامين مي شود، بنابراين بخار خروجي از روتور داراي انرژي كمتري خواهد بود.

در صورتي كه بخار در دماي اشباع باشد، اين كاهش انرژي منجر به كندانس شدن قسمتي از بخار مي شود.

توربين ها داراي طبقات مختلفي هستند. بخار خروجي از اولين قسمت به سمت محور روتور دوم هدايت مي شود. در واقع با هدايت بخار در طول طبقات توربين، رطوبت آن افزايش پيدا خواهد نمود. اين شرايط نه تنها باعث ايجاد ضربه چكش خواهد شد، بلكه قطرات آب موجب خوردگي شديد پره هاي توربين مي گردند.

راه حل جلوگيري از اين مشكلات، استفاده از بخار سوپرهيت در ورودي توربين و استفاده از انرژي آن جهت چرخش روتور بوده كه در نهايت به صورت بخار تقريبا اشباع از توربين خارج مي شود.

علت ديگر استفاده از بخار سوپرهيت در توربين هاي بخار، افزايش راندمان حرارتي است.

بازده ترموديناميكي يك موتور حرارتي نظير توربين، توسط دو تئوري قابل محاسبه است:

-سيكل كارنو كه در آن تغييرات دماي بخار خروجي و ورودي با دماي ورودي مقايسه مي شود.

-سيكل رانكلين كه در آن تغييرات انرژي حرارتي بخار ورودي و خروجي با كل انرژي ورودي مقايسه مي شود.

با بررسي سيكل هاي رانكلين و كارنو نتايج زير حاصل مي شود:

*درجه حرارت يا انرژي ورودي به توربين بايد تا حد امكان بالا باشد كه به معني بالا بودن فشار و دما به شرط عملي بودن آن است. استفاده از بخار سوپرهيت ساده ترين و مناسب ترين روش جهت اين امر مي باشد.

*درجه حرارت يا انرژي خروجي توربين حتي المقدور پايين نگه داشته شود كه به معني فشار و دماي حداقل عملي در اين قسمت بوده و معمولا توسط كندانسور در خروجي توربين تامين مي گردد.

آيا مي توان از بخار سوپرهيت در فرآيندهاي انتقال حرارت استفاده نمود؟

اگر چه بخار سوپرهيت سيال ايده آلي در كاربردهاي گرمايشي نيست، با اين وجود از اين نوع بخار در سايت هاي صنعتي، خصوصا صنايع نفت و پتروشيمي استفاده مي شود.

در اين موارد، قبل از اينكه بگوئيم بخار سوپرهيت مزيت خاصي بر بخار  اشباع جهت كاربرد حرارتي دارد، بايد توجه كرد كه بخار سوپرهيت به علت استفاده در توربين هاي توليد نيرو مستقر در سايت، موجود و در دسترس مي باشد.

در اكثر مواقع از بخار اشباع جهت كاربردهاي گرمايشي استفاده مي شود، حتي اگر مجبور به دي سوپرهيت كردن بخار باشيم.

در بسياري از سايت هاي پتروشيمي و پالايشگاهي نيز بخار سوپرهيت موجود تا حدود 10 درجه دي سوپرهيت شده و سپس جهت فرآيند گرمايش استفاده مي شود. اين مقدار ناچيز نيز در تماس با قسمت هاي اوليه سطوح حرارتي منتقل مي گردد.

درجه هاي بالاي بخار سوپرهيت غالبا مشكل ساز و غير اقتصادي بوده و بهتر است در كاربردهاي گرمايش استفاده نشوند.

از دلايل نامناسب بودن بخار سوپرهيت جهت گرمايش مي توان به موارد زير اشاره نمود:

*مقدار آنتالپي بخش سوپرهيت بخار در مقايسه با آنتالپي اشباع آن نسبتا كم مي باشد.

در صورتي كه بخار از درجه سوپرهيت كمي برخوردار باشد. به سرعت انرژي خود را از دست داده و به بخار اشباع تبديل مي شود و اگر درجه سوپرهيت بالا باشد، زمان زيادي جهت خنك شدن تا دماي اشباع صرف شده و در اين زمان نرخ انرژي منتقل شده كم مي باشد.

*برخلاف بخار اشباع، دماي بخار سوپرهيت يكنواخت نيست. بخار سوپرهيت هنگام پس دادن انرژي كاهش دما مي يابد، در حالي كه بخار اشباع با دارا بودن دماي ثابت، تغيير فاز مي دهد. در نتيجه استفاده از بخار سوپرهيت ممكن است باعث گراديان دما در سطوح انتقال حرارت گردد.

در مبدل هاي حرارتي، استفاده از بخار سوپرهيت مي تواند منجر به تشكيل لايه نازك خشك در حال جوشش در ناحيه جريان ثانويه گردد.

اين قسمت به راحتي و به سرعت پوشيده از جرم و رسوب شده و متعاقبا با افزايش دما در اين ناحيه، شكست و سوراخ شدن لوله ها رخ خواهد داد.

در نتيجه ديده مي شود كه در كاربردهاي انتقال حرارت، بخار با درجه زيادي از سوپرهيت چندان مناسب نمي باشد، زيرا :

-هنگام سردشدن تا دماي اشباع، انرژي كمي را انتقال مي دهد ؛

-باعث گراديان دما در سطوح انتقال حرارت مي گردد.

-آهنگ انتقال حرارت را كاهش مي دهد ؛

-به سطوح انتقال حرارت بيشتري نياز دارد.

نتيجه مذكور جهت بخار سوپرهيت كمي عجيب به نظر مي رسد چرا كه آهنگ انتقال حرارت در يك سطح ارتباط مستقيم با اختلاف دماي طرفين دارد.

اگر بخار سوپرهيت داراي دماي بيشتري نسبت به بخار اشباع در يك فشار ثابت باشد، آيا انتقال حرارت به همان نسبت افزايش مي يابد؟ جواب خير مي باشد كه طبق جزئيات ذيل بيشتر به آن مي پردازيم:

واضح است كه افزايش دما باعث افزايش نرخ انتقال حرارت مي گردد:

Q=UAΔT

Q= آهنگ انتقال حرارت در واحد زمان (W)

U=ضريب انتقال حرارت عمومي(W/m2 °C)

A=سطح انتقال حرارت(m2)

ΔT= اختلاف دما بين سيال اوليه و ثانويه(0C)

معادله فوق همچنان نشان دهنده ارتباط نرخ انتقال حرارت با ضريب هدايت(U) و سطح انتقال حرارت(A) مي باشد.

سطح انتقال حرارت ثابت بوده ولي ميزان ضريب انتقال حرارت U بين بخار اشباع و سوپرهيت متفاوت است.

ادامه در بعدي...

! کپی ممنوع  * استفاده از مطالب اين سايت فقط با ذكر نام منبع بلامانع مي باشد * کپی ممنوع !

انواع ديگ هاي(بويلرهاي) بخار مشهد بويلر انواع ديگهاي(بويلرهاي)روغن داغ مشهد بويلر انواع ديگ هاي(بويلرهاي) آبگرم(آبداغ)-ديگ فولادي مشهد بويلر بخارشوي-كارواش-تجهيزات موتورخانه-روغن حرارتي-هيتر هواي گرم فيلترشني-مبدل حرارتي-سختي گير-موگير و صافي-منبع كوئل دار مقاللات تخصصي بويلر(ديگ بخار)-نرم افزارهاي تخصصي-استانداردهاي فني

google plus mboiler linkedin mboiler facebook mboiler