Rozdiely medzi prehriatou parou a nasýtenou parou

Para je zdroj tepla, ktorý potrebuje každá práčovňa. Aké sú teda rozdiely medzi prehriatou parou a nasýtenou parou? Rozdiely spočívajú v ich termodynamickom stave.

Nasýtená para

Nasýtená para znamená stav, v ktorom kvapalina a plyn koexistujú v rovnováhe pri určitom tlaku. V tomto stave sa kvapalina bude naďalej odparovať, zatiaľ čo plyn bude naďalej kondenzovať, kým nedosiahnu dynamickú rovnováhu. V tom čase sa teplota a tlak...parasú fixné. Nazývajú sa nasýtená teplota a nasýtený tlak. Na začiatku rovnováhy je para vlhká nasýtená para. Ak sa v zahrievaní pokračuje, para sa po odparení všetkej vody v nasýtenej vode zmení na suchú nasýtenú paru. Teplota pary z vlhkej nasýtenej na suchú nasýtenú zostáva rovnaká. Teplota pary sa počas procesu z vlhkej nasýtenej na suchú nasýtenú paru nezvyšuje. Pri konštantnom tlaku, ak sa suchá nasýtená para ďalej zahrieva, jej teplota stúpa a stáva sa prehriatou parou. Prehriata para neobsahuje žiadne kvapôčky kvapaliny ani kvapalné hmly a je to skutočný plyn.

❑ Príklad

Aby som to uviedol v jednoduchej situácii:

● Pri určitom tlaku sa voda začne odparovať a po zahriatí do varu sa postupne mení na paru. V tomto čase sa teplota pary rovná teplote nasýtenia. Táto teplota súvisí s tlakom. Čím vyšší je tlak, tým vyššia je teplota nasýtenia. Naopak, čím nižší je tlak, tým nižšia je teplota nasýtenia. Pri tlaku 0,10 MPa je teplota nasýtenia 99,09 °C. Pri tlaku 4,05 MPa je teplota nasýtenia 249,18 °C. Pri tlaku 10,13 MPa je teplota nasýtenia 309,53 °C.

Prehriata para

Teplota bude pri tomto tlaku naďalej stúpať a po ďalšom zahriatí nasýtenej pary prekročí teplotu nasýtenia. Táto para, ktorá prekročí teplotu nasýtenia, sa nazýva prehriata para. V tomto stave už teplota a tlak pary nie sú konštantné. Keď sa teplo zvýši, zvyšujú sa aj tieto hodnoty. Prehriata para má vyššiu tepelnú energiu a tepelnú kapacitu.

❑ Nevýhoda

V praxi je však použitie prehriatej pary na ohrev relatívne neefektívne. Je to preto, že prehriata para sa musí ochladiť na teplotu nasýtenia, aby sa uvoľnila entalpia odparovania. Teplo uvoľnené pri ochladení prehriatej pary na teplotu nasýtenia je v porovnaní s entalpiou odparovania veľmi malé.

● Ak je prehriatie pary veľmi malé, táto malá časť tepla sa relatívne ľahko uvoľní. Ak je však prehriatie veľmi vysoké, doba chladenia je oveľa dlhšia. Počas tohto obdobia sa môže uvoľniť len veľmi malé množstvo tepla.

V skutočných zariadeniach na výmenu tepla sa pri použití prehriatej pary vytvorí suchá stena vo vnútri zariadenia na výmenu tepla. V tejto oblasti sa rýchlo usadí vodný kameň, čo spôsobí prehriatie steny potrubia a následne jeho poruchu. Preto, hoci je teplota prehriatej pary pri rovnakom tlaku vyššia ako teplota nasýtenej pary, jej vykurovacia kapacita je nižšia ako u nasýtenej pary.

Záver

V skutočnej výrobe, ak chcú práčovne využiť vysokoteplotnú a vysokotlakovú prehriatu paru vyrobenú elektrárňou, musí para najskôr prejsť systémom stanice na odhriatie a zníženie tlaku, aby sa prehriata para premenila na nasýtenú paru predtým, ako sa môže použiť. Prehriata para môže uvoľniť svoje najužitočnejšie latentné teplo iba po ochladení do nasýteného stavu.