Dampfqualität – Trockenfraktion
Siehe auch: Eigenschaften von Dampf
Wie aus dem Phasendiagramm von Wasser ersichtlich ist , wird in den Zweiphasenbereichen (z. B. an der Grenze zwischen Dampf- und Flüssigkeitsphasen) der Druck nur durch die Angabe der Temperatur und der Druck durch die Angabe der Temperatur festgelegt. Diese Parameter definieren jedoch nicht das Volumen und die Enthalpie, da der relative Anteil der beiden vorhandenen Phasen bekannt sein muss .
Der Massenanteil des Dampfes in einem Zweiphasen-Flüssigkeits-Dampf-Bereich wird als Dampfqualität (oder Trockenheitsanteil) x bezeichnet und wird durch die folgende Formel angegeben:
Der Wert der Qualität reicht von Null bis Eins . Obwohl als Verhältnis definiert, wird die Qualität häufig in Prozent angegeben. Unter diesem Gesichtspunkt unterscheiden wir drei grundlegende Arten von Dampf. Es muss hinzugefügt werden, bei x = 0 handelt es sich um einen gesättigten flüssigen Zustand (einphasig).
Diese Einteilung von Dampf hat ihre Grenzen. Berücksichtigen Sie das Verhalten des Systems, das auf den Druck erwärmt wird, der höher als der kritische Druck ist . In diesem Fall würde sich die Phase von flüssig zu dampf nicht ändern . In allen Staaten würde es nur eine Phase geben. Verdampfung und Kondensation können nur auftreten, wenn der Druck unter dem kritischen Druck liegt. Die Begriffe Flüssigkeit und Dampf verlieren tendenziell ihre Bedeutung.
Siehe auch: Sättigung
Siehe auch: Drosselung von Dampf
Statische Qualität vs. Durchflussqualität
Siehe auch: zweiphasenströmung
In diesem Abschnitt betrachten wir den gleichzeitigen Fluss von Gas (oder Dampf) und flüssigem Wasser (wie er in Dampferzeugern und Kondensatoren auftritt) bei gleichzeitiger Strömung durch einen Kanal mit Querschnittsfläche A. Die Indizes “v” und “ℓ” geben an die Dampf- bzw. Flüssigphase . Grundlegende Parameter, die diesen Fluss charakterisieren, sind:
Statische Qualität
Im Allgemeinen Dampfqualität ist der Massenanteil von Dampf in einem gesättigten Gemisch. Gesättigter Dampf hat eine Qualität von 100% und gesättigte Flüssigkeit hat eine Qualität von 0%.
Die statische Qualität in einem zweiphasigen Fluidstrom ist definiert als:
Durchflussqualität
Beim zweiphasigen Einströmen von Flüssigkeit ist es zweckmäßig, die Durchflussqualität anstelle der statischen Qualität zu verwenden. Die Strömungsqualität in einer zweiphasigen Fluidströmung ist definiert als:
Die Beziehungen zwischen x, α und S können abgezogen werden und das Ergebnis ist:
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