什么是相变-相变-定义

在热力w88优德app学中,相变或相变是物质的固态、液态和气态之间的转变,在极少数情况下,还包括等离子体。优德app热能工程

例子

在大气压下蒸发水
计算蒸发所需的热量1公斤在大气压(p = 1.0133巴)和温度为100°C下的水。

解决方案:

由于这些参数对应的是饱和液态,所以只需要1kg水的汽化潜热。从蒸汽表看,汽化潜热为L = 2257kj /kg。因此所需的热量等于:

ΔH = 2257kj

注意初始特定的焓H1= 419 kJ/kg,而最终比焓是h2= 2676 kJ /公斤。尽管它们具有不同的温度,但低压干燥蒸汽的特定焓与高压干燥蒸汽的特定焓非常相似。

高压蒸发水
计算蒸发所需的热量1公斤压力为6mpa (p = 60bar),温度为275.6℃(饱和温度)。

解决方案:

由于这些参数对应于饱和液态,只需要1公斤水的汽化潜热。从蒸汽表看,汽化潜热为L = 1571 kJ/kg。因此所需的热量等于:

ΔH = 1571 kJ

注意初始特定的焓H1= 1214 KJ / kg,而最终的特定焓将是h2= 2785 kj / kg。尽管它们具有不同的温度,但低压干燥蒸汽的特定焓与高压干燥蒸汽的特定焓非常相似。

高压下水的蒸发-蒸汽发生器中的能量平衡
蒸汽发生器-立式
蒸汽发生器-立式

计算需要的主要冷却剂的量蒸发1公斤给水在一个典型的蒸汽发生器。假设没有能量损失,这只是理想化的例子。

初级电路的平衡

热原子冷却剂(水330°C;626°F;16 mpa)被泵入蒸汽发生器通过初级入口。主要冷却液叶子(水295°C;563°F;16 mpa)蒸汽发生器通过主要出口。

h我,进口= 1516 KJ / kg

=>ΔH.一世= -206 kJ /公斤

h我出口= 1310 kj / kg

给水平衡

给水(水230°C;446°F;6,5MPA)被泵入蒸汽发生器通过给水口。进给水(二次电路)被加热~ 230°C 446°F到那种流体的沸点(280°C;536°F;6、5 mpa)。给水然后蒸发,加压蒸汽饱和蒸汽280°C;536°F;6、5 MPa)通过蒸汽出口离开蒸汽发生器,继续进入汽轮机。

hII,入口= 991 kJ /公斤

=>ΔH.II= 1789 kJ /公斤

h二世,出口= 2780 kj / kg

蒸汽发生器的平衡

由于对初级冷却剂的特定焓差的差异小于给水水,因此初级冷却剂的量将高于1kg。从进料水中生产1千克饱和蒸汽,约1789/206 × 1kg = 8.68 kg需要一次冷却剂。

升华

升华
来源:wikipedia.org CC BY-SA

一般来说,升华是一个相变将物质直接从固体到气相而不通过中间液相。升华是一个吸热的相变发生在温度和压力下低于物质的三相点在相图中。

在-10°C和500pa的压力下考虑冰。在这种情况下,将热量转移到冰首先导致温度升高至-8°C。w88优德备用网址 微博然而,此时,在称为升华的过程中,冰直接从固相转移到气相中。相应的热量被称为热升华,L.年代。进一步的热传递将w88优德备用网址 微博导致蒸汽过热。

由于升华是一种吸热相变,因此需要额外的能量。可以通过添加来计算所需的额外能量融合的焓蒸发焓并且被称为升华焓(也称为升华热)。

对于某些物质,升华比熔融蒸发容易得多。这取决于它们的三相点。当其三重点的压力太高时,很难获得它们作为液体。

升华的反向过程是灭腔,其中物质直接从气体到固相。

灭绝

升华
来源:wikipedia.org CC BY-SA

一般来说,灭绝(或者沉积)是一个相变的一种物质直接来自气相到了固相不经过中间液相。自我修养是一个放热阶段改变发生在温度和压力下下面一个物质三相点在相图中。

考虑-5℃和500pa的压力的水蒸气。在这种情况下,当从水蒸气取热时,蒸汽导致温度降低至-8℃。然而,此时,蒸汽在称为灭腔中的过程中直接从气相转移到固相。相应的热量被称为热升华,L.年代

因为去升华是一种放热的相变,它释放能量。这一释放的能量可以通过加上熔化焓和蒸发焓来计算,称为升华焓(也称为升华热)。

对于某些物质,灭腔比通过液相更容易。这取决于它们的三相点。当其三重点的压力太高时,很难获得它们作为液体。

脱腔的反向过程是升华的,其中物质直接从固体转移到气相中。

去升华的一个例子就是时间在冬天形成在叶子上。为了去升华发生,必须从气体中除去热能。因此,当叶子变得足够冷时,叶子周围空气中的水蒸气可以失去足够的热能直接变成固体。

引用:
反应堆物理与热水力学:
  1. J. R. Lamarsh,核反应堆理论导论,第二版,Addison-Wesley,雷丁,MA(1983)。
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  8. Kleinstreuer C.现代流体动力学。优德体育w88官网手机版Springer,2010,ISBN 978-1-4020-8670-0。
  9. 美国能源,热力学,传热和流体流动部。w88优德appw88优德备用网址 微博DOE基础知识手册,第1卷,2和3. 1992年6月。

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