什么是蒸汽质量-干燥分数-定义

蒸汽在两相液-气区域的质量分数称为蒸汽质量(或干燥分数)x,由简单公式给出。优德app热能工程

蒸汽质量-干燥分数

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参见:蒸汽的属性

从……可以看出水相图,在两相区(例如在汽/液相边界),只指定温度就可以设定压力,指定压力就可以设定温度。但是这些参数不能定义体积和焓,因为我们需要知道相对焓两相的比例礼物。

质量分数在两相液-气区域的蒸汽称为蒸汽质量(或干燥部分),x,由下式给出:

蒸汽质量

质量的取值范围为0到统一。虽然定义为比率,但质量通常是用百分比来表示的。从这个观点来看,我们把蒸汽分为三种基本类型。它必须在x=0处加上饱和液体状态(单相)。

这种蒸汽分类有其局限性。考虑在压力下加热的系统的行为,即高于临界压力。在这种情况下,会有没有相变从液体变成蒸汽。在所有状态下,只有一个相。只有当压力小于临界压力时,才能发生蒸发和冷凝。“液体”和“蒸汽”这两个词往往失去了它们的意义。

参见:饱和

参见:节流的蒸汽

饱和和过冷液体
水相图
水的相图。
来源:wikipedia.org CC BY-SA

从水的相图可以看出,在两相区域(如汽/液相边界),只指定温度就可以设定压力,指定压力就可以设定温度。

  • 饱和蒸汽曲线是T-s图中两相状态和过热蒸汽状态的分离曲线。
  • 液体饱和曲线曲线是分开的吗过冷液体状态和T-s图中的两相态。

如果水以液体的形式存在饱和温度和质量的压力x = 0,它被称为饱和液体状态(单相)。如果液体的温度低于现有压力下的饱和温度,则称之为a过冷液体或者一个压缩液体。这个词低温冷却指在一定温度下存在的液体下面它的正常沸点。例如,水通常在100°C(大气压下)沸腾;在室温20°C时,水称为“过冷”。类似地,过冷度在核工程中也有定义,但目的不同。

例如,稳压器的温度可以保持在350°C(662°F),这就给出了30°C的过冷裕度(稳压器温度和堆芯最高温度之间的差值)。过冷裕度是压水堆非常重要的安全参数,因为必须排除堆芯沸腾。

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湿蒸汽-汽液混合物
wet-steam-vapor-liquid-mixture-min 湿蒸汽其特征是蒸汽质量,它的范围从0到单位-开放间隔(0,1)。当汽相质量为0时,称为饱和液态(单相)。另一方面,当蒸汽质量等于1时,称为饱和蒸汽状态或干蒸汽(单相)。在这两种状态之间,我们谈论气液混合物湿蒸汽(两相混合物)。在恒压下,能量的增加不会改变混合物的温度,但蒸汽质量和比体积的变化。在……的情况下蒸汽(100%的质量),它包含了该压力下100%的潜热。饱和液态水,没有潜热,因此质量为0%,因此将只包含明智的热量。
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通常大多数人核电站运营多级冷凝汽轮机。在这些涡轮机高压阶段接收蒸汽蒸汽(这几乎是饱和蒸汽- x = 0.995 - C点图)从蒸汽发生器和排气湿度separator-reheater (D)。必须加热蒸汽,以避免损害可以引起的汽轮机叶片低蒸汽质量。再热器的加热蒸汽的蒸汽(D),然后是针对汽轮机的低压阶段,扩张(E, F)。精疲力竭的蒸汽压力低于大气,并在部分冷凝状态(F),通常的质量接近90%。

湿蒸汽比焓

饱和液态水的比焓(x = 0)干蒸汽(x=1)可以从蒸汽表中选取。在的情况下湿蒸汽,实际焓值可根据蒸汽质量,x,饱和液态水和干蒸汽的比焓:

h湿= h年代X + (1 - X) hl

在哪里

h湿=湿蒸汽焓(J/kg)

h年代=“干”蒸汽焓(J/kg)

hl=饱和液态水焓(J/kg)

可以看出,湿蒸汽的焓总是比干蒸汽低。

湿蒸汽比熵

同样,饱和液态水(x=0)和干蒸汽(x=1)的比熵也可以从蒸汽表中得到。在有湿蒸汽的情况下,实际熵可以通过蒸汽质量来计算,x,饱和液态水和干蒸汽的比熵:

年代湿=年代年代X + (1 - X) sl

在哪里

年代湿=湿蒸汽熵(J/kg K)

年代年代=“干”蒸汽的熵(J/kg K)

年代l=饱和液态水熵(J/kg K)

湿蒸汽比容量

同样,饱和液态水(x=0)和干蒸汽(x=1)的比容也可以从蒸汽表中选取。如果是湿蒸汽,实际比容可以根据蒸汽质量来计算,x,饱和液态水和干蒸汽的具体体积:

v湿= v年代X + (1 - X) vl

在哪里

v湿=湿蒸汽比容(m3./公斤)

v年代=“干”蒸汽的比容(m3./公斤)

vl=饱和液态水的比容(m3./公斤)

例子:

高压汽轮机运行阶段在稳态进气条件6 MPa, t = 275.6°C时,x = 1 (C点)。蒸汽涡轮机叶这一阶段在1.15 MPa的压力,186°C和x = 0.87 (D),计算这两个状态之间的焓差。

状态C的焓可以直接从蒸汽表中选取,而状态D的焓必须使用蒸汽质量来计算:

h1、湿=2785焦每千克

h2、湿= h2,年代X + (1 - X) h2,我= 2782。0。87 +(1 - 0。87)790 = 2420 + 103 =2523焦每千克

Δh = 262 kJ/kg

干蒸汽-饱和蒸汽
水相图
水的相图。
来源:wikipedia.org CC BY-SA

干蒸汽,或饱和蒸汽,其特征是蒸汽质量,这是等于团结。当汽相质量为0时,称为饱和液态(单相)。另一方面,当蒸汽质量等于1时,称为饱和蒸汽状态或干蒸汽(单相)。在这两种状态之间,我们讨论汽液混合物或湿蒸汽(两相混合物)。在恒压下,能量的增加不会改变混合物的温度,但蒸汽质量和比体积的变化。在……的情况下蒸汽(100%的质量),它包含了该压力下100%的潜热。饱和液态水,没有潜热,因此质量为0%,因此将只包含明智的热量。

通常大多数人核电站运营多级冷凝汽轮机。在这些涡轮机高压阶段接收蒸汽蒸汽(这几乎是饱和蒸汽- x = 0.995 - C点图)从蒸汽发生器和排气湿度separator-reheater (D)。必须加热蒸汽,以避免损害可以引起的汽轮机叶片低蒸汽质量。再热器的加热蒸汽的蒸汽(D),然后是针对汽轮机的低压阶段,扩张(E, F)。精疲力竭的蒸汽压力低于大气,并在部分冷凝状态(F),通常的质量接近90%。

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过热蒸汽
superheated-steam-min唯一的方法提高峰值温度在不增加锅炉压力的情况下,将蒸汽自身加热到更高的温度。这就需要增加另一种称为a的热交换器过热器,产生过热蒸汽。过热蒸汽是指在绝对压力下温度高于其沸点的蒸汽。

在过热器中,在固定压力下进一步加热会导致温度和比容的增加。像s这样的状态通常被称为A过热蒸汽状态。T-s图中的过热过程如图E状态与饱和蒸汽曲线之间的图所示。可以看出,湿式汽轮机也使用过热蒸汽,特别是在低压阶段的进口。为了评价循环热效率,必须从过热蒸汽表中得出焓值。

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通常大多数人核电站运营多级冷凝汽轮机。在这些涡轮中,高压级从蒸汽发生器接收蒸汽(该蒸汽是接近饱和的蒸汽- x = 0.995 -图中C点),并将其排到水分分离器-再热器(D点)加热或过热为避免低质量蒸汽对汽轮机叶片造成损伤。当凝结水喷到叶片上时,高水滴含量会引起叶片的快速冲击和侵蚀。为了防止这种情况,在通往汽轮机的蒸汽管道中安装冷凝水排水管。再热器的加热蒸汽的蒸汽(D),然后是针对汽轮机的低压阶段,扩张(E, F)。精疲力竭的蒸汽压力低于大气,并在部分冷凝状态(F),通常的质量接近90%。

静态质量vs.流质量

参见:两相流体流动

在本节中,我们将考虑同步流气体(或蒸汽)和液态水(如中遇到蒸汽发生器和冷凝器)通过一个截面积为a的管道并发流动“v”“ℓ”指示蒸汽液体阶段,分别。表征这一流程的基本参数是:

静态质量

一般来说,蒸汽质量是饱和混合物中蒸汽的质量分数。饱和蒸汽的质量为100%,饱和液体的质量为0%。

两相流体流动中的静态质量定义为:
静态质量-定义

流质量

在两相流体中流动,使用方便流质量而不是静态的质量。两相流体流动中的流动质量定义为:
流量质量-定义

之间的关系x α和S可以扣除,结果为:

质量、空隙率与滑移的关系

S对7mpa下水α与x的影响。资料来源:麻省理工学院核科学与工程系,两相流NOTES
S对7mpa下水α与x的影响。资料来源:麻省理工学院核科学与工程系,两相流NOTES
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)。
  2. J. R. Lamarsh, A. J. Baratta,核工程导论,3d版,prentices - hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1。
  3. 《核反应堆物理》,北京:清华大学出版社,2001年。
  4. Glasstone Sesonske。核反应堆工程:反应堆系统工程,施普林格;第4版,1994,ISBN: 978-0412985317
  5. Kazimi Mujid S.核系统卷I:热工水力基础,第二版。CRC出版社;2版,2012,ISBN: 978-0415802871
  6. 李永强,王永强,王永强。核电厂热力系统的热力学w88优德app分析。施普林格;2015年,ISBN: 978-3-319-13419-2
  7. 工程热物理学报,2006,vol . 42, no . 1, no . 1, no . 1, no . 1, no . 1, w88优德appno . 1, no . 1, no . 1, no . 1, no . 1
  8. 现代流体力学。优德体育w88官网手机版施普林格,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 微博美国能源部基础手册,卷1,2和3。1992年6月。

参见:

蒸汽

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