Termo realizaci inovovaných technicko-ekonomických VUT, FAST, Brno ústav Technických zařízen zení budov
Vodní ára - VP Vaříme a dodáváme vodní áru VP: mokrou, suchou, sytou, řehřátou nízkotlakou, středotlakou ostrou ro odborníky Vstuní údaje objednávky: stavové veličiny áry hmotnostní tok rovozní účel Parotechna s. a. Pára Voda Telo Turbolus generátor VP
1. Úvod Vodní ára (VP) je látka, l jejíž základem je voda. Voda ro chází v závislosti z na ůsob sobícím m tele q skuenskými změnami. Pro vznik VP je zásadnz sadní odařov ování a var. Dominantním m faktorem vzniku VP je var. V TZB ředstavuje řízený fyzikáln lní děj, robíhaj hající v uzavřen eném m rostoru (UP). V závislosti z na množstv ství vody a VP v UP se vyskytují dále uvedené skuenské fáze. Tyto fáze f a děje d jejich vzniku lze osat řadou fyzikáln lních veličin. in. Tání Tuhnutí Var Odar Zdroj tela Uzavřený rostor Volný rostor q q 3
1. Úvod okračov ování Charakteristiky dějůd sojených s vodní arou (VP) Odařov ování je samovolný odar do volného okolního rostoru nad vodní hladinou, robíhá za každé teloty, řičem emž se voda ochlazuje vlivem skuenského tela. Problematika řesahuje rámec r ředm edmětu. Blíže e alikované discilíny. V oborech TZB je VP telonosnou látkou l sloužící k řenosu tela či technologickým rocesům. Děje robíhaj hající ři i řírav ravě VP fázovými f změnami lze identifikovat řadou fyzikáln lních zejména tzv. stavových veličin. in. Základní veličiny iny jsou navzájem závislz vislé a měním se sojitě.. Konkrétn tní hodnoty zásadních veličin in se určuj ují exerimentáln lně a dokumentují omocí tabulek, jež jsou základem z tzv. teelných diagramů či i aroximačních funkcí. Dominantní ři i změnách stavů VP jsou meze sytosti. PředstavujP edstavují hranici, na které se náhle n měním charakter veličin in stavu., t, i, v, x, s c, l, λ,. Volný rostor Uzavřený rostor Odar Var q 4
2. Stavy vodní áry Kaalina Sytá kaalina Sytá ára Přehřátá ára Podchlazená ára (Přechlazená ára) Přehřátá kaalina t < t var t = t var t = t var t > t var t < t var t > t var Jednotlivé stavy jsou dány oměrem vody a áry v hmotnostní (objemové) jednotce. Základní veličiny stavů i měrná entalie t telota v měrný objem u měrná vnitřní energie tlak s měrná entroie x suchost áry y vlhkost áry 6
Ka. 2 Stavy áry okračov ování MPa kr Izobara K Kritický bod Tyické veličiny VP a jejich růběh je atrný z obr. 2.1. Dolní (levá) mezní křivka ozn. x Mez sytosti ro x = 0 ředstavuje očátek vyařování a konec kondenzace x = 1 0 x = 0 T Izochora v kr x suchost Obr. 2.1 Průběh veličin VP v diagramu v Izoterma Horní (ravá) mezní křivka ozn. x. Mez sytosti ro x = 1 ředstavuje konec vyařování a očátek kondenzace. 0,04 v m 3.kg 1 5 GG/012
Ka. 2 Stavy áry okračování CT07 Termomechanika 1 2 3 4 5 6 P P P P P i, u, v, s t = 0 t var Mokrá ára Děj izobarotermický t = konst. t ř >t var Kaalina Heterogenní směs Plyn Obr. 2.2 Schéma stavů vodní áry 1-x x GG/013 7
Ka. 2 Stavy áry okračov ování MPa Fáze sojené s vodní arou 22,12 Voda 20 K K Přehřátá ára Horní mezní křivka x = 1 Dolní mezní křivka x = 0 10 0 T Mokrá ára x = 1 Mokrá ára x = 0 x suchost Obr. 2.3 Stavy vodní áry zobrazené v diagramu v 0,04 v m 3.kg 1 8 GG/012
3. Sytá kaalina SK SK je tekutina tzn. voda v sytém stavu neobsahující žádnou áru a její suchost x = 0. Stav SK lze osat energetickými veličinami. Základní veličiny tohoto stavu jsou označovány indexem. 2 P Stav SK 3.1 Měrné telo kaalinné, t, i, s, v, Obecná formule q q k t = var c. d T t [ ] t ( ) [ ] var tvar c tvar t0 c var tvar k = ck d T = k = 0 0 x = 0. t k 0 q k Pro telotu SK t = 0 o Cse volí entalie i = 0 q k [ ] = i i 0 i J.kg 1 9
Ka. 3 Sytá kaalina okračov ování 3.2 Měrná entalie syté kaaliny Pro vodu a nízké tlaky i = [ ] tvar c tvar [ ] t var -1-1 = 4,186 kj.kg K c 0 3.3 Měrná vnitřní energie syté kaaliny u Z obecné definice i = u +.v u = i.v 0 Stav SK, t, i, s, v, x = 0 2 P i = 4,186.t var v měrný objem syté kaaliny ři tlaku (m 3.kg 1 ) hodnoty jsou tabelovány 3.3 Měrné výarné telo l Množství tela nutného kvyaření 1 kg syté kaaliny ři stálém tlaku tabelováno q k 10
4. Sytá ára (SP) SP je stavem vodní áry, která se vyskytuje v uzavřeném objemu, ve kterém se řiváděným telem odaříveškerávoda. V teelných diagramech vodní áry se stav SP nachází na ravé mezní křivce (obr. 1.1, 2.2). Stav SP lze osat fyzikálními rovnice a energetickým veličinami, jejichž hodnoty se tabelují a běžně dokumentují teelnými diagramy event. regresními funkcemi. 6 P Základní energetické veličiny Indexy veličin 4.1 Měrná entalie SP sytá kaalina na mezi sytosti sytá ára na mezi sytosti q k i = i + l v l v = i i 11 GG/012
ka. 4 Sytá ára okračov ování 6 4.2 Měrná vnitřní energie SP (zásadní je změna u) Δu = i.v hodnoty u se tabelují Stav SP, t, i, s, v, x = 1 P 4.4 Měrná vnitřní entroie SP (zásadní je změna s) Δs = s s = l v / T var hodnoty s, s se tabelují q k 12
5. Mokrá ára MP Stav MP, t, i, s, v MP je směsí syté áry a syté kaaliny téže teloty. Tvořítak heterogenní směs vody a áry. V diagramech vodní áry se MP nachází mezi dolní a horní mezní křivkou, atrné na obr. 1.1, 2.1, 2.2. Stavy MP lze osat základními veličinami. P P 5.1 Suchost x MP x = m m = m m + m kg.kg 1 x - hmotnost syté kaaliny x - hmotnost syté áry q 5.2 Vlhkost MP y = 1 x 13 GG/012
Ka. 5 Mokrá ára (MP) okračov ování 5.3 Měrný objem MP v P P m m m v = v + = + v =. v m m + m m ( 1 x). v + x v = v + x. v 3 1 ( v ) (m.kg ) 5.4 Měrná hmotnost MP q ρ = v 1 3 (kg.m ) 14 GG/012
Ka. 5 Mokrá ára (MP) okračov ování 5.5 Měrná entalie MP 4 P 5 P i 1 ( 1 x). i + x. i = i + x. ( i i ) i = i + x. l (J.kg ) = v 5.6 Měrná vnitřní energie MP u 1 ( 1 x). u + x. u = u + x. ( u u ) u = u + x. l (J.kg ) = v 5.7 Měrná vnitřní entroie MP lr s = s + x T var (J.kg 1 K 1 ) q 15 GG/012
6. PřehP ehřátá ára PP PP je ára, kterávznikáze syté áry omocí řehřátí tzn. řívodem tela. Jednoznačně lze stav lze osat omocí dvou stavových veličin, z nichž zásadní se získají exerimentálně. V odborné raxi se určení stavu PP využívají tabulky [1], rogramová řešení či regresní funkce. 6 P 6.1 Přehřívací telo q ř i ř = d i = i i i var ř 1 ( J.kg ) q k q ř i = ř ř c d t = i var [ ] t 1 c ( t t ) ( J.kg ) t var ř var 16 GG/012
Ka. 6 Přehřátá ára PP okračov ování 6.2 Měrná entalie PP i ř = i = i + q = i ř + + [ ] tvar 1 c ( t t ) ( J.kg ) t var ř t t var ř var c dt = Stav PP, t, i, s, v 6 P 6.3 Měrná entroie PP Hodnoty i ř se tabelují i ř = f(,t) [1] s ř = Tř dt s + c = Tvar T T T ř ř 1 [ c ] ln ( J.kg ) T var T var q k Hodnoty s ř se tabelují s ř = f(,t) [1] 17 GG/012
Ka. 6 Přehřátá ára PP okračov ování 6.4a Měrný objem PP v Stav PP, t, i, s, v 6 P Měrný objem PP je neřímo úměrný tlaku. Hodnoty měrných objemů jsou tabelovány v arních tabulkách ro stav daný tlakem a telotou. S klesajícím tlakem roste v řibližně odle hyerboly. Skutečnost je atrná na obr. 6.1. Hodnoty měrného objemu lze vyočíst dle emirického vztahu. Prof. Linde uvádí formuli ro telotu PP T u. v = 480,2. T u i q k Konstanta i = f(,t) = 0,016 latí ro tlak do 1 MPa a telotu 330 až 550 o C. 18 GG/012
Ka. 6 PřehP ehřátá ára PP okračov ování 6.4b Měrný objem 200 150 Přetlak (kpa) 100 75 50 16 0 0 0,6 1 2 3 Obr. 6.1 Závislost v = f() Měrný objem v (m 3 /kg) 19
Ka. 6 PřehP ehřátá ára PP okračov ování 6.5a MěrnM rná teelná kaacita PP Měrná teelná kaacita c PP je funkcí teloty T a tlaku. Reálnou hodnotu lze určit exerimentálně ro konstantní tlaky PP. Vybrané hodnoty c = f(t,) uvádí tab. 6.1 a graf obr. 6.2. Tab. 6.1 MěrnM rná teelná kaacita řeh ehřáté áry vybrané hodnoty (kpa) 50 100 200 400 600 800 1000 1200 1400 t s 81,4 99,6 120,2 143,6 153,8 170,4 179,9 187,9 195 t = t s 2,00 2,03 2,09 2,20 2,30 2,42 2,53 2,65 2,77 20 1,98 2,01 140 1,97 2,00 2,07 160 1,96 1,99 2,05 2,16 180 1,96 1,98 2,04 2,14 2,25 2,38 200 1,95 1,98 2,03 2,12 2,22 2,33 2,44 2,57 2,73 220 1,95 1,98 2,02 2,10 2,19 2,28 2,38 2,50 2,61 240 1,95 1,97 2,01 2,09 2,17 2,26 2,34 2,43 2,53 260 1,95 1,97 2,01 2,08 2,15 2,23 2,30 2,38 2,47 280 1,96 1,97 2,01 2,08 2,14 2,20 2,28 2,34 2,42 300 1,96 1,98 2,01 2,07 2,13 2,19 2,26 2,32 2,38 320 1,97 1,98 2,01 2,07 2,13 2,18 2,24 2,29 2,36 340 1,97 1,98 2,01 2,07 2,12 2,17 2,23 2,28 2,33 360 1,97 1,98 2,01 2,07 2,12 2,16 2,21 2,26 2,31 380 1,97 1,99 2,02 2,07 2,11 2,15 2,20 2,25 2,29 GG/012 20
Ka. 6 PřehP ehřátá ára PP okračov ování 6.5b MěrnM rná teelná kaacita PP Měrná teel. kaacita řehráté áry 3,1 Kaacita c 1,85 2,85 2,6 2,35 2,1 Mezní křivka c klesá s rostoucí telotou 1400 kpa 50 kpa 1,6 100 150 200 250 300 350 400 Telota ( o C) Obr. 6.2 MěrnM rná teelná kaacita řeh ehřáté áry 21
7. Nestabilní stavy vodní áry Tyto nestabilní stavy tvoří: a. PřehP ehřátá kaalina b. Podchlazená = řechlazen echlazená ára a b a. Přehřátá kaalina má vyšší telotu než odovídá jejímu bodu varu ři daném tlaku. Výskyt tohoto stavu je v raxi TZB ojedinělý. b. Podchlazená = řechlazená ára ředstavuje stav áry, které vzniká ochlazení áry od bod varu, aniž by se srážela. Tento stav se vyskytuje nař. v kondenzátorech, kdy se ára sráží na chladných stěnách. Přechlazení áry v celém objemu se dosáhne také adiabatickou exanzí. Vyskytují li se v rostoru (objemu) kondenzační jádra (zrnka rachu) vytváříse mlha (mokrá ára). Pro technickou raxi TZB není roblematika obou zmíněných stavů zásadní. 22 GG/012
8. Přehled veličin stavu VP Č. 1 2 3 4 5 Stav Sytá ára Mokrá ára Přehřátá ára Sytá kaalina Veličiny stavu, x, t 1 Telota t var =f() t var =f() t =f(,v) t var =f() 2 Měrný objem v =f() v = v +x.(v v ) v =f(,t) v =f() 3 Hustota ρ =1/v ρ = 1/v ρ =1/v ρ =1/v 4 Vnitřní energie u = i.v u = u +x.(u u ) u = i.v u = i.v u = u.v u i 5 Entalie i = i l v i = i +x.(i i ) i = i x.l v i = i +c.(t l v ) i u q k 6 Entroie s = l v /T v s = s +x.(s s ) s = s +c.lnt/t v s = c.lnt v /273 23 GG/012
9. Vybrané teelné děje voblasti vodní áry (VP) 9.1 Základní ojmy Definice Teelné děje lze definovat jako oslounost změn stavů látky, robíhají v izolovaných a neizolovaných soustavách Klasifikace dějů kvazistatické vratné nestacionární nevratné Účel řešení Analýza jednoduchých teelných dějů a jejich alikace omocí triviálních řístuů Alikace Identifikace změn stavů soustavy (látky) omocí změn stavových veličin Δ, Δi, Δs, Δu, Δt, Δq, Δx 24 GG/012
Ka. 9.1 Základní ojmy okračování Metody řešení dějů - analytické -grafické - graficko - analytické Výchozí hodnoty termodynamické veličiny a vlastnosti vodní áry dány tabulkami či grafy event. regresními funkcemi (hodnoty ro vodní áru se zřesňují) dvě stavové veličiny nař. h, v, v, h x,.. Výstu řešení Hledané veličiny stavu vodní áry 25 GG/012
Ka. 9.1 Základní ojmy okračování Předoklady řešení ideální lyn nejjednodušší řešení, reálné lyny a řehřáté áry řešení je zdůvodu jejich vlastností složitější. Praktická řešení základních dějů alikace termodynamických tabulek, teelných diagramůči rogramových řešení. Teelné tabulky, diagramy, výočetní rostředky klasický rostředek identifikace a řešení stavů vodní áry, diagramy jsou zracované ro různé kombinace stavových veličin souřadnic a umožňují řehledné řešení úloh, aktuálním rostředkem řešení je výočetní rostředky, vycházející z exaktního vyčíslení fyzikálních dějů VP. Základní diagramy T s, i s, i, log v, aod. 26 GG/012
9.2 Teelné tabulky VP t v' v" ρ' ρ" i' i" l kpa o C m 3 /kg m 3 /kg kg/m 3 kg/m 3 kj/kg kj/kg kj/kg 1 6,92 0,001 129,9 999,9 0,0077 29,32 2513 2484 10 45,84 0,001010 14,68 989,8 0,06812 191,9 2584 2392 20 60,08 0,001017 7,647 983,2 0,1308 251,4 2609 2358 30 69,12 0,001022 5,226 978,3 0,1913 289,3 2625 2336 50 81,35 0,001030 3,239 971,0 0,3087 340,6 2645 2304 100 99,63 0,001043 1,694 958,6 0,5903 417,4 2675 2258 150 111,38 0,001053 1,159 949,9 0,8627 467,2 2693 2226 200 120,23 0,001061 0,8854 943,0 1,129 504,8 2707 2202 300 133,54 0,001073 0,6057 931,7 1,651 561,4 2725 2164 400 143,62 0,001084 0,4624 922,8 2,163 604,7 2738 2133 500 151,84 0,001093 0,3747 915,2 2,669 640,1 2749 2109 600 158,84 0,001101 0,3156 908,5 3,169 670,5 2757 2086 27
9.3 Teelné diagramy vodní áry 9.3.1 Diagram v a dolní mezní křivka b hornímezníkřivka c izotermická exanze kaaliny d vyařování e izotermická exanze áry MPa 22,12 20 15 10 5 0 c a K d x=0 x=1 x=0,5 0,01 0,02 e 0,03 T v m 3.kg -1 28 b
9.3.2 Diagram vodní áry i Diagram s lineární osou tlaku (MPa) kr = 22,12 t kr = 374,1 o C K kritický bod T 20 Voda Mokrá ára Přehřátá ára Sytá kaalina x = 0 10 Výarné telo Sytá ára x = 1 0 1000 i kr = 2095 kj/kg i (kj/kg) 29
9.3.3 Diagram log i Logaritmická osa tlaku log [MPa] K s Diagram je vhodný ro velký rozsah tlaků T (Obor chlazení) T K x s i x = 0 x x = 1 i [kj.kg 1 ] 30
9.3.4 Diagram T s k = 22,12 MPa Diagram T sumožňuje řešit exanzi z řehřáté áry do áry mokré a zobrazit děj jako souvislý. T [K] T kr = 647 K v [m 3.kg 1 ] [kpa] T v v i [kj/kg] x i s x = 0 s kr = 4,43 kj.kg 1.K 1 x = 1 s 31
9.3.5 Diagram log i s i kj/kg 3360 2520 25 MPa Užívaná část 0,013 10 0,1 0,37 2 0,5 1,7 0,1 0,01 500 o C 400 300 200 100 1680 0,9 x=1 840 2,3 0,7 0,8 x=0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 s (kj/kgk) 0 2,1 4,2 6,3 8,4 10,6 12,6 32
10. ZákladnZ kladní děje v oblasti vodní áry ro TZB Základní děje VP nacházející ulatnění v TZB 1. Izochorický děj 2. Izobarický děj 3. Adiabatický děj 4. Izoentalický děj Q telo Parní kotel uzavřený rostor Pára Děje v uzavřeném rostoru. Veličiny stavu, t, i, s, v Voda Cíl řešení dějů veličiny návrhu teelných elementů soustav TZB 33 GG/012
10.1 Děj D izochorický v 1 = v 2 = konst v 3 = v 4 = konst 1 x=0 2 K MP PP x=1 x 2 x 3 v 1= v 2 v 3 = v 4 = v 5 3 5 4 v Řešení stavů izochorických dějů Děj 1 2 odvod tela MP (chlazení) v 1 = v 1; v 2 = v 2 + x 2.(v 2 - v 2) v 1 = v 2 + x 2.(v 2 - v 2), v2 v2 x2 =,,, v v Děj 3 4 řívod tela MP (ohřev) v 4 = v 4; v 3 = v 3 + x 3.(v 3 - v 3) v 4 = v 4 = v 3 + x 3.(v 3 - v 3) x 3 v = v 2 3,, 3 v v Děj 4 5 řívod tela řehřáté áře (PP) 2, 3, 3 34
10.1 Děj D izochorický okračov ování Charakteristika děje v 3 = v 4 = v =konst. Schéma teelných dějů Schéma teelného zařízení Parní kotel Ventil uzavřen Voda K SP PP Q telo kaalinné M. ára 3 Voda Sytá ára 4 2 MP 3 4 x=1 x=0 x 2 x 3 v 1 = v 2 v 3 = v 4 v 35 GG/012
10.1 Děj D izochorický okračov ování Charakteristika děje: teelné soustavě se dodává nebo odebírá telo, děj ředstavuje základní zůsob ohřevu nebo ochlazování soustavy nař. náběh arního kotle. Řešení izochorického děje: veličiny děje MP, ideálního lynu a blízce odobné látky jsou dány rovnicemi: = r v. T = konst ( T ) q = u v nebo 2 u1 = c. 2 T1 T 2 2 = a s s1 = cv ln 1 T1 T T 2 1 36 GG/012
10.2 Děj D j izobarický Charakteristika děje = 1 = konst. Soustavě se dodává nebo odebírá telo Alikace Základní zůsob ohřevu nebo ochlazování soustavy obecně latí ro ideální lyn a blízce odobné látky (ř.: rovoz arního kotle, vyařování chladiva, ) Základní veličiny a závislost r T = = v 2 2. T = konst T nebo = a s s1 1 T1 ( T ) q = i 2 i1 = c 2 T1 c v ln T T 1 37
10.2 Děj D j izobarický okračov ování t= konst K Charakteristika děje = konst. V oblasti mokré áry děj izotermický!!! = konst Voda x=0 x 1 MP PP 1 2 3 4 v v 1 v 2 v v 4 x=1 x 3 v Platí: v 1 = v + x 1.(v v ) v 2 = v + x 2.(v v ) v 3 = v 3 Sotřebované telo q 12 = (x 2 x 1 ).l = i 2 i 1 q 34 = q ř = i 4 i 3.(v v ) = = [ ] t ř c ( t t ) t var ř var 38 GG/012
10.2 Děj D j izobarický okračov ování Charakteristika = konst. Q k telo kaalinné Q telo řehřívací Parní kotel M. ára 1, 2 Voda 0 4 PP Sytá ára 3 Výskyt děje TZB: Průtokové ohřívačea chladiče, arní kotel, výarníky, kondensátory Teelný tok ro výočet tela i ro nevratný růběh izobarického ohřevu nebo ochlazování. ( T ) q = i 2 i1 = c 2 T1 Pro ustálený stav ak latí Q = m.δi i 0 x=0 MP PP x 1 v2 v4 v v v 1 K 1 2 3 4 x=1 39 x 3 v
10.3 Děj D j adiabatický Charakter děje dq= 0 Adiabatická komrese a exanze změna oměrné suchosti Řešení vychází z izoentroického děje s 1 = s s 2 3 = s 4 = s 5 K 5 1 PP 4 x x 2 3 = = s s s s, 1,, 2,, 4,, 3 s s s s, 2, 2, 3, 3 x =0 MP 2 3 x=1 x 2 x 3 Skutečnosti děje: Exanzí syté kaaliny roste x (stav 2) Exanzí syté áry klesá x (stav 3) Při komresi se x mění oačně v 1 v 2 v 5 v 4 v 3 v 40 GG/012
10.4 Děj D izoentalický Charakteristika entalie konstantní nevratný děje Zásadní modifikace děje ro TZB a. Škrcení mokré áry b. Škrcení syté áry Redukční uzel c. Škrcení řehřáté áry d. Směšovací rocesy Alikace škrcení VP Přírava áry změnou veličin výchozího stavu Možné koncové stavy:ára sytá, mokrá, řehřátá Realizace škrcení tlaku vloženou clonou vznik trvalé tlakové ztráty škrticí armaturou Tyické alikace obor chlazení, vytáění 41 GG/012
10.4 Děj D izoentalický okračov ování i a. Škrcení mokré áry Δi = 0 K s 1 s1 1 2 s2 x 2 T s1 T s2 x =1 Charakteristika děje Škrcením telota mokré áry rychle klesá, mokrá ára může řecházet do stavu větší suchosti event. do stavu řehřátí. Veličiny stavu 2 Výchozí veličiny 1, x 1, 2, i 1 z teelné bilance x ) i x x = i + x. ( i i 1 s 2 s Z hodnoty suchosti lze ro hodnoty na veličin mezních křivkách vyčíslit související veličiny ro stav o škrcení. 2 = i, 1, i2 + x l l 2 1 1 42 GG/06
10.4 Děj D izoentalický okračov ování b. Škrcení syté áry Charakteristika děje i i 1 =i 2 1 s1 2 s2 T s2 T s1 Škrcením syté kaaliny klesá telota a současně se částečně odařuje kaalina (voda), tzn. že škrcením kaaliny tato řechází do stavu mokré áry. Tato skutečnost se využívá ve strojním chlazení k dosažení ožadovaných nízkých telot, nutných k odnímání tela (chlazení) látek. x =1 Škrcením syté áry klesá tlak i telota a ára se stává řehřátou. s 43
10.4 Děj D izoentalický okračov ování i i 1 =i 2 c. Škrcení řehřáté áry K 1 1 T 1 T s1 2 ΔT 2 2 T 2 x 2 s x=1 T s2 Charakteristika děje Škrcením řehřáté áry ze stavů blízkých mezi sytosti se zmenšuje tlak i telota, ale zvětšuje se řehřátí, rotože latí T 1 T s1 < T 2 T s2. Značně řehřátá ára ro i = konst. ři škrcení tlak snižuje, telota se nemění a řehřátí roste. a. Řešení teelná bilance b. Výchozí stav 1 a 2 c. Nevratný děj 2 v s2 s1 = ( d) 1 T d. Odvedené telo v.d = q ds = dq/ T ro dq= konst. T s 44
10.4 Děj D izoentalický okračov ování abc.. Technické řešení škrcení clona Technický rvek škrcení tlaku clona, regulační armatura Vložená clona do otrubí zdroj trvalé tlakové ztráty Clona m o 0 t 0 c, (Pa) m o 1 0 t 1 = t 0 c,1 = c,o 0 Δ 1 min l (m) Hmotnostní růtok řed i za clonou je konstantní 45
10.4 Děj D izoentalický okračov ování abc.. Technický rvek škrcení redukční ventil (RV) Princi škrcení RV snižování nebo zvyšování růtočného růřezu zasouvání a vysouváním nař. kuželky. Pohyb škrticího orgánu omocí membrány, servoohonu či neumaticky, atd. Průtok áry reguluje kuželka Výstuní tlak odvozen od ředětí ružiny. Pokud je výstuní tlak nižší než nastavený řeváží síla ružiny nad sílou od tlaku a kuželka se ohne směrem nahoru, čímž se zvětší růtočný růřez a růtok áry. 46 GG/06
10.4c Děj D izoentalický okračov ování abc. Škrcení omocí RV Účel RV regulaci růtoku tekutin, snížení tlaku tekutiny Návrh RV výchozí v odborné raxi je tzv. součinitele růtoku K v (blíže odborné ředměty) Z růtočného růřezu ventilem (funkce zdvihu regulačního orgánu) lze růtok řibližně vyočíst omocí součinitele růtoku K v K v = 1 100 Q ρ Δ Výočet růtoku ro kaaliny dostatečně řesný omocí součinitele růtoku K v Výočet růtoku ro lynu a áry ři velkých změnám stavových veličin je výočet růtoku značně roblematický. 47 GG/06
10.4d Děj D izoentalický okračov ování Směšovací rocesy var. 1 Vstřikov ikování vody do áry var. 2 Směšov ování vody se sytou arou var. 3 Směšov ování vody s řeh ehřátou arou var 1. Vstřikov ikování vody do áry a. Účel regulace teloty řehřáté áry (PP), řírava syté áry z PP b. Výočet výchozí teelná a látková bilance m = m + m v = v = c. Měrná entalie i = m. i m + m + m v v. i v 48 GG/06
10.4d Děj D izoentalický okračov ování Směšovací rocesy var. 2 Směšov ování vody se sytou arou var. 3 Směšov ování vody s řeh ehřátou arou var 2. Směšov ování vody se sytou arou a. Účel ohřev vody (alikace v technologii), mokrá ára b. Výočet výchozí teelná a látková bilance m.u + m v.u v = (m + u v ).u s m + m v = m s c. Poměrné množství syté áry ve směsi x s = m /m s var 3. Směšov ování vody s řeh ehřátou arou a. Účel ohřev vody (alikace v technologii), mokrá ára b. Výočet výchozí teelná a látková bilance m.u + m v.u v = (m + u v ).u s m + m v = m s u s = m. u m m + m v v. i v 49 GG/06
Literatura [1] Ražnjevic K.: Termodynamické tabulky. Bratislava Alfa 1984. Brno, 22.11.2013 50 GG/06