Was ist überkritisches Fluid – überkritisches Wasser – Definition

Überkritisches Fluid – Überkritisches Wasser. Ein überkritisches Fluid ist ein einphasiges Fluid, dessen Drücke höher sind als seine thermodynamischen kritischen Werte. Wärmetechnik

Überkritisches Fluid – Überkritisches Wasser

Phasendiagramm von Wasser
Phasendiagramm von Wasser.
Quelle: wikipedia.org CC BY-SA

Die Klassifizierung von Dampf auf nass , trocken und überhitzt hat seine 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 Flüssigkeit 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.

Bei einem Druck, der  höher als der kritische Druck ist, befindet sich   Wasser in einem speziellen Zustand, der als überkritischer Flüssigkeitszustand bekannt ist . Ein überkritisches Fluid ist ein Fluid, dessen Drücke höher sind als seine thermodynamischen kritischen Werte. Bei den kritischen und überkritischen Drücken wird eine Flüssigkeit als einphasige Substanz betrachtet, obwohl alle thermophysikalischen Eigenschaften innerhalb der kritischen und pseudokritischen Bereiche signifikante Änderungen erfahren .

Siehe auch: Kritischer Punkt des Wassers

Eigenschaften von überkritischem WasserEin überkritisches Fluid ist ein Fluid, dessen Drücke höher sind als seine thermodynamischen kritischen Werte . Bei den kritischen und überkritischen Drücken wird eine Flüssigkeit als einphasige Substanz betrachtet, obwohl alle thermophysikalischen Eigenschaften innerhalb der kritischen und pseudokritischen Bereiche signifikante Änderungen erfahren .Bei Drücken über dem kritischen Druck ändern sich die Eigenschaften von Wasser im Reaktor allmählich und kontinuierlich von denen, die wir normalerweise mit einer Flüssigkeit assoziieren (hohe Dichte, geringe Kompressibilität), zu denen eines Gases (niedrige Dichte, große Kompressibilität) ohne Phasenänderung . Es gibt keine Änderung der Wasserphase im Kern. Andererseits unterliegen physikalische Eigenschaften wie Dichte, spezifische Wärme und spezifische Enthalpie signifikanten Änderungen, insbesondere im Temperaturbereich des pseudokritischen Bereichs (für 25 MPa zwischen 372 ° C und 392 ° C). Zum Beispiel in einem typischen überkritischen Wasserreaktor:

  • Die Dichte von überkritischem Wasser am Einlass und am Auslass beträgt etwa 777 kg / m 3  (für 25 MPa und 280 ° C) und 90 kg / m 3 (für 25 MPa und 500 ° C).
  • Die spezifische Enthalpie von überkritischem Wasser am Einlass und am Auslass beträgt etwa 1230 kJ / kg (für 25 MPa und 280 ° C) und 3165 kJ / kg (für 25 MPa und 500 ° C).

überkritische flüssigkeitsspezifische WärmeleitfähigkeitDie folgenden Abbildungen zeigen das Verhalten der thermophysikalischen Eigenschaften von Wasser in der Nähe der kritischen (22,1 MPa) und pseudokritischen (25 MPa) Punkte. Nahe dem kritischen Punkt sind diese Eigenschaftsänderungen dramatisch. In der Nähe des pseudokritischen Punktes bei 25 MPa verlieren diese Eigenschaftsänderungen an Bedeutung. Bei 25 MPa treten die signifikantesten Eigenschaftsänderungen innerhalb von ± 25 ° C um den pseudokritischen Punkt (389,4 ° C) auf. Diese Region ist als pseudokritische Region bekannt. Der Einfachheit halber sind unter dem Punkt pseudoFluidEigenschaften betrachtet zeigen flüssigkeitsähnliche Verhalten und über dem pseudo Punkt sie betrachtet werden , um zu zeigen , gasähnlichen Verhalten.

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