Energia internă - abur - The Big Encyclopedia of Oil and Gas, articol, pagina 2

Energie internă - abur

În acest proces, marea majoritate a căldurii introduse este cheltuită pentru modificarea energiei interne a aburului. [16]

Într-un vapor rarefiat, moleculele sunt practic independente, iar contribuția fiecăreia dintre ele la energia internă a vaporilor este aditivă. [17]

După ce sunt dezvăluite valorile parametrilor inițiali și finali ai aburului, determinarea modificării energiei interne a aburului, a muncii și a căldurii procesului nu va prezenta dificultăți. [18]

Dacă munca de comprimare a aburului produs de sursa externă de lucru în timpul încălzirii este mai mare decât creșterea energiei interne a aburului, atunci nu numai că încălzirea din exterior nu va fi necesară pentru încălzirea aburului, ci, dimpotrivă, o parte din munca de compresie va fi eliberată în sine sub formă de căldură. [19]

Dacă munca de comprimare a aburului produs de sursa externă de lucru în timpul încălzirii este mai mare decât creșterea energiei interne a aburului, atunci căldura din exterior nu numai că nu va fi necesară pentru încălzirea aburului, ci, dimpotrivă, o parte din munca de compresie va fi eliberată sub formă de căldură. Încălzirea unui lichid în echilibru cu vaporii este însoțită de o creștere a volumului și, în consecință, de efectuarea de lucrări asupra unui obiect exterior. Prin urmare, capacitatea termică c este întotdeauna pozitivă. [20]

Aburul obținut în instalația de cazane este furnizat ca fluid de lucru turbinelor și mașinilor cu abur; în ele, energia internă a aburului este transformată în energie mecanică. [21]

Condiția (6.190) înseamnă că rata de modificare a energiei totale a gazului din bula (partea stângă), care este suma energiei interne a vaporilor și a energiei tensiunii superficiale, plus munca efectuată de bule pentru a depăși forțele de presiune, este egală cu viteza de modificare a energiei care intră în bula din exterior și suma energiei de evaporare a componentelor.și căldură prin conducție. În general, această condiție este greoaie și incomod de utilizat. Nu toți termenii din ea sunt egali. Este firesc să presupunem că modificările densității vaporilor și ale energiei interne în timpul creșterii bulelor sunt nesemnificative. Termenul cu energie de suprafață și lucru împotriva forțelor de presiune este, de asemenea, nesemnificativ. [22]

Astfel, în timpul transformării apei în abur la presiune normală, aproximativ 74% din energie este cheltuită pentru lucru împotriva forțelor presiunii externe și 926% merge la creșterea energiei interne a aburului. [23]

Proiectarea primelor mașini cu abur a avut părțile principale ale tuturor mașinilor cu abur ulterioare: / - un încălzitor în care era eliberată energia combustibilului; 2 - vapori de apă ca fluid de lucru și un piston cu un cilindru care transformă energia internă a aburului în energie mecanică; 3 - răcitor necesar pentru a reduce temperatura și presiunea aburului în cilindru. [24]

Astfel, centrala electrică, deși nu are stocuri de produse finite - energia electrică, are totuși rezerve de energie în fazele intermediare de transformare a energiei chimice a combustibilului în energie electrică: energia mecanică de rotație a turbinei și a generatorului, precum și energia internă a aburului. [25]

Cantitatea de căldură care trebuie raportată la 1 kg de apă clocotită, astfel încât să se transforme în abur saturat uscat se numește căldură de vaporizare și este notă cu litera g. O parte din această căldură, numită căldură internă de vaporizare șinotat cu litera p, este cheltuit pentru schimbarea energiei interne a aburului, cheltuit pentru depășirea forțelor interne de coeziune dintre moleculele sale. Cealaltă parte a acestei călduri, numită căldură exterioară de vaporizare, este cheltuită pe munca de dilatare, datorită creșterii volumului specific în timpul transformării apei în abur saturat uscat. [27]

Aburul supraîncălzit obținut în generatoarele de abur la o temperatură de - 600 C și o presiune de 30 MPa este transferat prin conducte de abur către duze. Duzele sunt proiectate pentru a converti energia internă a aburului în energia cinetică a mișcării ordonate a moleculelor. [29]