ویژگی های خاص آب و بخار

جداول بخار حاوی خواص اساسی و کلیدی آب و بخار مانند فشار، دما، آنتالپی، چگالی و گرمای ویژه هستند که در امتداد منحنی اشباع بخار-مایع به عنوان تابعی از دما و فشار جدول بندی شده اند. آنها برای محاسبات مهندسی بسیار مفید هستند.

آب و بخار سیالات رایجی هستند که برای تبادل حرارت در مدار اولیه (از سطح میله های سوخت تا جریان خنک کننده) و در مدار ثانویه استفاده می شوند. به دلیل در دسترس بودن و ظرفیت حرارتی بالا هم برای سرمایش و هم گرمایش استفاده می شود. به ویژه انتقال گرما از طریق تبخیر و تراکم آب به دلیل گرمای نهان بسیار زیاد تبخیر آن مؤثر است .

همچنین ببینید: خواص Steam .

یک نقطه ضعف این است که راکتورهای تعدیل شده با آب باید از مدار اولیه فشار بالا برای نگه داشتن آب در حالت مایع و دستیابی به راندمان ترمودینامیکی کافی استفاده کنند. آب و بخار همچنین با فلزاتی که معمولاً در صنایعی مانند فولاد و مس یافت می‌شوند واکنش نشان می‌دهند و با آب و بخار تصفیه‌نشده سریع‌تر اکسید می‌شوند. تقریباً در تمام نیروگاه‌های حرارتی (زغال‌سنگ، گاز، هسته‌ای)، آب به‌عنوان سیال کاری (که در یک حلقه بسته بین دیگ بخار، توربین بخار و کندانسور استفاده می‌شود) و خنک‌کننده (برای تبادل گرمای هدر رفته به جسم آبی یا انتقال آن با تبخیر در برج خنک کننده).

خواص جداول آب - بخار
جداول بخار – پارامترهای رایج در سیستم های انرژی

آب و بخار مواد متداول هستند زیرا خواص آنها بسیار شناخته شده است . خواص آنها در جدول های به اصطلاح ” Steam Tables ” آمده است. در این جداول، خواص اساسی و کلیدی، مانند فشار، دما، آنتالپی، چگالی و گرمای ویژه، در امتداد منحنی اشباع بخار-مایع به عنوان تابعی از دما و فشار جدول‌بندی شده‌اند. خواص همچنین برای حالت های تک فاز ( آب فشرده یا بخار فوق گرم ) در شبکه ای از دما و فشار تا 2000 درجه سانتیگراد و 1000 مگاپاسکال جدول بندی شده است.

اطلاعات جامع و معتبر بیشتر را می توان در صفحه وب NIST در مورد خواص ترموفیزیکی سیالات یافت .

مرجع ویژه: آلن اچ هاروی. خواص ترمودینامیکی آب، NISTIR 5078. برگرفته از https://www.nist.gov/sites/default/files/documents/srd/NISTIR5078.htm

نمودار: فشار مطلق به عنوان تابعی از دمای آب
آب: فشار مطلق به عنوان تابعی از دما
نمودار: چگالی به عنوان تابعی از دمای آب
نمودار - چگالی - آب - دما
نمودار: ویسکوزیته دینامیکی به عنوان تابعی از دمای آب
ویسکوزیته دینامیکی به عنوان تابعی از دمای آب

مثال ها

تبخیر آب در فشار اتمسفر
گرمای لازم برای تبخیر 1 کیلوگرم آب را در فشار اتمسفر (0133/1 = p) و در دمای 100 درجه سانتی گراد محاسبه کنید. 

راه حل:

از آنجایی که این پارامترها با حالت مایع اشباع مطابقت دارند، تنها گرمای نهان 1 کیلوگرم تبخیر آب مورد نیاز است. از جداول بخار، گرمای نهان تبخیر L = 2257 کیلوژول بر کیلوگرم است. بنابراین گرمای مورد نیاز برابر است با:

ΔH = 2257 کیلوژول

توجه داشته باشید که آنتالپی ویژه اولیه h 1 = 419 کیلوژول بر کیلوگرم، در حالی که آنتالپی ویژه نهایی h 2 = 2676 کیلوژول بر کیلوگرم خواهد بود. آنتالپی مخصوص بخار خشک کم فشار با وجود دماهای متفاوت بسیار شبیه به آنتالپی مخصوص بخار خشک پرفشار است.


منتشر شده

در

توسط

برچسب‌ها:

دیدگاه‌ها

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *