Qualidade de Vapor – Fração de Secura
Veja também: Propriedades do Steam
Como pode ser visto no diagrama de fases da água , nas regiões bifásicas (por exemplo, na fronteira das fases vapor / líquido), a especificação da temperatura por si só definirá a pressão e a especificação da pressão definirá a temperatura. Mas esses parâmetros não definirão o volume e a entalpia, pois precisaremos conhecer a proporção relativa das duas fases presentes.
A fração de massa do vapor em uma região de vapor líquido de duas fases é chamada qualidade do vapor (ou fração de secura), x , e é dada pela seguinte fórmula:
O valor da qualidade varia de zero a unidade . Embora definida como uma proporção, a qualidade é frequentemente fornecida como uma porcentagem. Deste ponto de vista, distinguimos entre três tipos básicos de vapor. Deve ser adicionado, em x = 0, estamos falando de estado líquido saturado (monofásico).
Esta classificação de vapor tem sua limitação. Considere o comportamento do sistema que é aquecido à pressão, que é maior que a pressão crítica . Nesse caso, não haveria alteração na fase do líquido para o vapor. Em todos os estados, haveria apenas uma fase. A vaporização e a condensação podem ocorrer apenas quando a pressão é menor que a pressão crítica. Os termos líquido e vapor tendem a perder seu significado.
Veja também: Saturação
Veja também: Limitação do vapor
Qualidade estática vs. qualidade do fluxo
Veja também: Fluxo de fluido bifásico
Nesta seção, consideraremos o fluxo simultâneo de gás (ou vapor) e água líquida (como encontrado em geradores e condensadores de vapor ) no fluxo simultâneo através de um duto com área de seção transversal A. Os subscritos “v” e “ℓ” indicam a fase vapor e a fase líquida , respectivamente. Os parâmetros fundamentais que caracterizam esse fluxo são:
Qualidade estática
Em geral, a qualidade do vapor é a fração mássica do vapor em uma mistura saturada. O vapor saturado possui uma qualidade de 100% e o líquido saturado possui uma qualidade de 0%.
A qualidade estática em um fluxo de fluido bifásico é definida como:
Qualidade do fluxo
No fluxo de fluido bifásico, é conveniente usar a qualidade do fluxo em vez da qualidade estática. A qualidade do fluxo em um fluxo de fluido bifásico é definida como:
As relações entre x, α e S podem ser deduzidas e o resultado é:
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