Processus de limitation – Processus isenthalpique
Un processus d’étranglement est un processus thermodynamique , dans lequel l’ enthalpie du gaz ou du milieu reste constante (h = const) . En fait, le processus d’étranglement est l’un des processus isenthalpiques . Pendant le processus d’étranglement, aucun travail n’est effectué par ou sur le système (dW = 0), et généralement il n’y a pas de transfert de chaleur ( adiabatique ) depuis ou vers le système (dQ = 0). De l’autre, le processus d’étranglement ne peut pas être isentropique, c’est un processus fondamentalement irréversible . Caractéristiques du processus d’étranglement:
- Pas de transfert de travail
- Pas de transfert de chaleur
- Processus irréversible
- Processus isenthalpique
Un étranglement du débit entraîne une réduction significative de la pression , car un dispositif d’étranglement provoque une perte de pression locale . Un étranglement peut être réalisé simplement en introduisant une restriction dans une ligne à travers laquelle un gaz ou un liquide s’écoule. Cette restriction se fait généralement au moyen d’une valve partiellement ouverte ou d’un bouchon poreux. De telles pertes de charge sont généralement appelées pertes mineures , bien qu’elles représentent souvent une partie importante de la perte de charge . Les pertes mineures sont à peu près proportionnelle à la place du débit et par conséquent , ils peuvent être intégrés facilement dans l’ équation de Darcy-Weisbach par coefficient de résistance K .
Une vanne partiellement ouverte ou un bouchon poreux peut être utilisé pour réduire la pression dans un système
Limitation de la vapeur humide
La vapeur humide est caractérisée par la qualité de la vapeur , qui varie de zéro à l’unité – intervalle ouvert (0,1). L’étranglement de la vapeur humide est également associé à la conservation de l’enthalpie . L’enthalpie est conservée car aucun travail n’est effectué par ou sur le système (dW = 0), et généralement il n’y a pas de transfert de chaleur (adiabatique) depuis ou vers le système (dQ = 0). Mais dans ce cas, une diminution de la pression entraîne une augmentation de la qualité de la vapeur . Lorsque la pression diminue, une partie du liquide contenu dans la vapeur humide se vaporise et augmente la qualité de la vapeur (c’est-à-dire la fraction de sécheresse). Ce processus a lieu, car la température de saturationest plus faible à la pression inférieure. La température plus basse, la pression plus basse et la vapeur de meilleure qualité contiennent la même enthalpie que la vapeur d’origine.
Exemple: étranglement de la vapeur humide
Un étage haute pression de turbine à vapeur fonctionne à l’état stable avec des conditions d’entrée de 6 MPa, t = 275,6 ° C, x = 1 (point C). La vapeur sort de cet étage de turbine à une pression de 1,15 MPa, 186 ° C et x = 0,87 (point D). Déterminez la qualité de vapeur de la vapeur lorsqu’elle est étranglée de 1,15 MPa à 1,0 MPa. Supposons que le processus est adiabatique et qu’aucun travail n’est effectué par le système.
Voir aussi: Tables Steam
Solution:
L’enthalpie pour l’état D doit être calculée en utilisant la qualité de la vapeur:
h D, humide = h D, vapeur x + (1 – x) h D, liquide = 2782. 0,87 + (1 – 0,87). 790 = 2420 + 103 = 2523 kJ / kg
Comme il s’agit d’un processus isenthalpique, nous connaissons l’enthalpie pour le point T. À partir des tables de vapeur, nous devons trouver la qualité de la vapeur en utilisant la même équation et en résolvant l’équation de la qualité de la vapeur, x:
h T, humide = h T, vapeur x + (1 – x) h T, liquide
x = ( h T, humide – h T, liquide ) / ( h T, vapeur – h T, liquide ) = (2523 – 762) / (2777 – 762) = 0,874 = 87,4%
Dans ce cas du processus d’étranglement (1,15 MPa à 1 MPa), la qualité de la vapeur augmente de 87% à 87,4% et la température diminue de 186 ° C à 179,9 ° C.
La limitation de la vapeur humide provoque généralement une augmentation de la qualité de la vapeur, une augmentation de l’entropie et une diminution de la température.
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