Şekil, basit bir buhar tesisinin şematik bir diyagramını göstermektedir. Yüksek basınçlı kızgın buhar buhar kazanının bir parçası olan kazandan ayrılır ve türbine girer. Buhar türbinde genleşir ve bunu yaparak türbinin bir elektrik jeneratörünü hareket ettirmesine neden olur.
Düşük basınçlı buhar türbini terk eder ve kondensere girer, burada ısı buhardan (yoğunlaşmasına neden olur) soğutma suyuna iletilir.
Çok büyük miktarda su gerektiğinden, enerji santralleri nehirlerin veya göllerin yakınında bulunur. Mevcut su sınırlandığında, bir soğutma kulesi kullanılabilir. Soğutma kulelerinde, suyun bir kısmı buharlaşır, böylece kalan suyun sıcaklığı düşer. Kondensatın kondansatörden ayrılırken basıncı, buhar jeneratörünün içine akmasını sağlayan bir pompa vasıtasıyla arttırılır.
Birçok buhar üreticisinde bir ekonomizer kullanılır. Ekonomizer, ısının yanma ürünlerinden kondensata iletildiği, sıcaklığını artıran, ancak herhangi bir buharlaşma olmadan basit bir ısı değiştiricidir. Buhar jeneratörünün diğer bölümlerinde, yanma ürünlerinden gelen ısı suya iletilir ve buharlaşmasına neden olur. Buharlaşmanın meydana geldiği sıcaklığa doygunluk sıcaklığı denir. Buhar daha sonra süper ısıtıcı adı verilen başka bir ısı eşanjöründen akar, burada buhar sıcaklığı doyma sıcaklığının çok üzerine çıkar.
- Plastik endüstrisi
o Plastik üretimi
Akışkan, valf çalıştırma ve silo kapama malzemelerinin taşınması ve dağıtımı için kontrol cihazları.
o Plastik parçaların imalatı
Kalender silindirlerinin ayarlanması, bıçak tahriki, derin çekme kapama cihazları, kaynak ve presleme cihazları, bant ilerleme kontrolü, şekillendirme cihazları, yapıştırma, makinelerdeki pencere ve kapılar gibi güvenlik cihazlarının çalıştırılması ve tesisleri, kalıp makineleri, ölçmek için kesme cihazları.
o Kauçuk parçaların imalatı
Emniyet cihazları, zincirli taşıma ve üretim cihazları için komuta ve iş kumandası, mikserlerde ve vulkanizasyon tesislerinde kapatma cihazları, kontrol cihazları.
Kütlenin korunumu ve kontrol hacmi
Kontrol hacmi, uzayda, belirli bir çalışma veya analiz için ilgilendiğimiz bir hacimdir. Kontrol hacmini çevreleyen ve her zaman kapalı bir yüzey olan kontrol yüzeyi olarak adlandırılır.
Kontrol hacminin boyutu ve şekli tamamen yapılacaktır ve yapılacak analize en uygun şekilde sınırlandırılmıştır.
Yüzey sabitlenebilir veya hareket edebilir veya genişleyebilir. Bununla birlikte, yüzey yine de koordinat sistemine göre tanımlanmalıdır. Bazı analizlerde, koordinat sisteminin döndüğünü veya hareket ettiğini düşünmek ve kontrol yüzeyini sisteme göre tanımlamak uygun olabilir.
Isı ve işin yanı sıra kütle, kontrol yüzeyini geçebilir ve kontrol hacmindeki kütle ve bu kütlenin özellikleri de zamana göre değişebilir.
Şekil, ısı iletimi, ok çalışması, kontrol hacmi içinde kütle birikimi ve hareket limiti ile bir kontrol hacminin şematik bir diyagramını göstermektedir.
Önce kütlenin korunumu yasasının ve kontrol hacminin nasıl ilişkili olduğunu düşünelim, sonra içeri ve dışarı akan kütleyi düşünelim. Kontrol hacmi ve bu hacim içindeki kütle net artışı.
Zaman δ t bir süre zarfında, kütle Amc izin i kontrol hacim ve kütle δ m butonu e kontrol hacmine bırakın. Şimdi, diyelim kontrol hacmi içindeki kitle m t ve m, zaman aralığının başlangıcında t + δ t aralığının sonunda kütlesi. Böylece, kütlenin korunması ilkesi ile şunu yazabiliriz:
Basit bir santral, bu kısıtlı anlamda bir termal makineye örnektir. Bu tesisteki her bileşen, kararlı durum ve kararlı akış süreçleri kullanılarak analiz edilebilir, ancak bunlar, suyun (buharın) çalışma maddesi olduğu termal makineler olarak muamele edilebileceği için düşünülebilir. Yüksek sıcaklıktaki gövdeden ya evdeki yanma ürünlerinden ya da bir reaktörden ya da reaktörde ısıtılan ikincil bir sıvıdan iletilen bir miktar QH ısısı. Şekilde, türbinin pompayı hareket ettirdiğini ve döngü sırasında net çalışmanın ne olduğunu bize şematik olarak görüyoruz. Isı QL miktarı, genellikle kondansatörün soğutma suyu olan düşük sıcaklıklı bir gövdeye aktarılır; Böylece,Basit buhar santrali, kelimenin tam anlamıyla bir termal makinedir, çünkü ısının iletildiği ve içinden iletildiği ve bir döngüye tabi tutulduğunda belirli bir miktar iş yapan bir çalışma maddesine sahiptir.
Bir termal makinenin başka bir örneği, ısının yüksek sıcaklıklı bir gövdeden sıcak kavşağa (QH) iletildiği ve ısının soğuk kavşaktan çevreleyen ortama (QL) iletildiği termoelektrik enerji üretim sistemidir. elektrik enerjisi şeklinde; Çalışan madde olmadığı için, bu sistemin bir döngü altında çalıştığını düşünmüyoruz; ancak mikroskobik bir bakış açısını benimsersek, elektronların akışını bu şekilde düşünebiliriz.
Ayrıca, buhar santralinde olduğu gibi, termoelektrik jeneratöründeki her bir noktadaki durumlar, kararlı durum koşulları altında zamanla değişmez.
Buhar Sıkıştırmalı Soğutma Çevrimleri
İdeal buhar sıkıştırma soğutma çevrimi, aşağıdaki şekilde 1-2-3-4-1 çevriminde görülmektedir. Düşük basınçlı doymuş buhar kompresöre girer ve adyabatik, geri dönüşümlü bir sıkıştırma yapar 1-2. Isı, işlem 2-3'te sabit basınca aktarılır ve çalışma maddesi, kondansatörü doymuş bir sıvı olarak bırakır. Adyabatik bir azaltma işlemi 3-4 boyunca gerçekleşir, daha sonra çalışma maddesi 4-1 için sabit basınçta buharlaşır ve döngüyü tamamlar.
Bu döngü ile Rankine döngüsü arasındaki benzerlik, aynı döngü olduğundan, ancak tersine çevrilir, ancak bir genleşme valfi pompanın yerini alır. Bu kısma işlemi geri döndürülemezken, Rankine döngüsü pompalama işlemi tersine çevrilebilir. Bu ideal döngünün sapması, Carnot 1′-2′-3-4′-1 ′ döngüsü ile T - s diyagramında fark edilir. Diverjansın nedeni, Carnot döngüsünün 1′-2 ′ işlemi sırasında gerekli olacağı gibi, sadece sıvı ve buhar karışımını değil, yalnızca buharı çalıştıran bir kompresöre sahip olmanın çok daha uygun olmasıdır.
L 'durumu ile temsil edilen gibi bir karışımı sıkıştırmak (makul bir ilişkide) ve sıvı ile buhar arasındaki dengeyi korumak neredeyse imkansızdır, çünkü ısı ve kütle sınırları boyunca aktarılmış bir kütle olmalıdır. evre. Genleşme işleminin, bir genleşme valfinde geri dönüşü olmayan bir şekilde gerçekleşmesi, doymuş sıvı alan bir genleşme cihazında olduğundan ve işlem 3'te gerektiği gibi bir sıvı ve buhar karışımını boşaltandan çok daha kolaydır. 4'.
Bu nedenlerden dolayı, buhar sıkıştırma ile ideal soğutma çevrimi, önceki şekilde 1-2-3-4-1 çevrimi olarak gösterilmiştir.
Gerçek buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimi ve ideal çevrim arasındaki fark
Gerçek soğutma döngüsü, öncelikle sıvı akışı ve çevre ortamına veya ortamdan ısı iletimi ile ilişkili basınç düşüşü nedeniyle ideal döngüden ayrılır. Gerçek çevrim, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi yaklaşık olarak temsil edilebilir.
Kompresöre giren buhar muhtemelen aşırı ısınacaktır. Sıkıştırma işlemi sırasında, soğutucu akışkanın ve harici ortamın sıcaklığına bağlı olarak çevreleyen ortama veya ortamdan geri dönüşümsüzlükler ve ısı iletimi vardır. Bu nedenle, entropi bu işlem sırasında artabilir veya azalabilir; geri dönüşümsüzlük ve soğutucuya ısı iletimi entropide bir artışa neden olur ve soğutucudan iletilen ısı entropide bir azalmaya neden olur. Bu iki olasılık 1-2 ve 1-2 arasındaki iki noktalı çizgi ile temsil edilir. Kondenseri terk eden sıvının basıncı, giren buharın basıncından daha az olacaktır ve kondenserdeki soğutucu akışkanın sıcaklığı, daha sonra ısının iletildiği harici ortamın sıcaklığından bir miktar daha yüksek olacaktır.Genel olarak, kondansatörden çıkan sıvının sıcaklığı doyma sıcaklığından daha düşüktür ve kondansatör ile genleşme valfi arasındaki boruya bir miktar daha düşer; Bununla birlikte, bu bir faydayı temsil eder, çünkü bu ısı iletiminin bir sonucu olarak, soğutucu akışkan düşük bir entalpi ile buharlaştırıcıya girer ve bu da buharlaştırıcıdaki soğutucu akışkanın daha fazla ısı iletimine izin verir.
Sık sık bir kuru hava kaynağına sahip olmak, telefon kablolarını veya diğer benzer kurulumları basınç altında tutmak gerekir. Şekilde kuru hava sağlamak için bir cihaz gösterilmektedir. Hava, 11.6 kg f / cm2'ye kadar sıkıştırılır, bir soğutucuda ve ters akışlı bir ısı değiştiricide 21 ° C'ye soğutulur. Son olarak, soğutma döngüsünün evaporatöründeki soğutucu akışkana ısı transferi ile 1.67 ° C'ye soğutulur. Bu işlemlerde yoğunlaştırılmış su havadan ayrılır ve otomatik bir ejektörden ayrılır. Kalan hava-su buharı karışımı ısı eşanjöründe bir soğutma ortamı olarak kullanılır ve programlanan uygulamada kullanılacak basıncı 1.76 kgf / cm2'ye düşürülür.
Yanma entalpisinin endüstriyel uygulamaları
Hava ayırma tesisi
Büyük endüstriyel öneme sahip bir süreç, içinde bileşenlerine ayrıldığı hava ayırma tesisidir. Oksijen, azot, argon ve nadir gazlar çeşitli endüstriyel, araştırma, özel testler ve tüketim malları uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Hava ayırma tesisi iki büyük alana bir örnek olarak düşünülebilir: kimyasal proses endüstrisi ve kriyojenik alan.
Sıvılaştırma işleminde temel soğutma, farklı prosedürlerle sağlanır. Birincisi, makinedeki havanın genişlemesidir. Bu işlem sırasında hava iş üretir ve sonuç olarak sıcaklık düşer. Diğer prosedür, havayı, sıcaklığında önemli bir düşüş olacak şekilde tasarlanmış ve yerleştirilmiş bir gaz kelebeği valfinden geçirmektir.
Yüksek basınçlı kuru hava bir ısı eşanjörüne girer. Sıcaklık değiştiricinin içinden düşer. Değiştiricideki bir ara noktada, havanın bir kısmı genleşme makinesinden akacak şekilde çıkarılır. Kalan hava, ısı eşanjörünün geri kalanından gaz kelebeği valfinden geçer. İki akış tekrar 5 ila 10 atmosfer basıncında bir araya gelir ve yüksek basınç sütunu adı verilen bir damıtma sütununa girer. Damıtma kolonunun işlevi, havayı başta oksijen ve azot olmak üzere çeşitli bileşenlerine ayırmaktır. Farklı bileşimlerin iki akışı, yüksek basınç kolonundan gaz kelebeği valflerinin yanından üst sütuna akar. Bunlardan biri alt sütunun dibinden çıkan bol oksijen sıvısı ve diğer akım,azot içinde bol, alt soğutucu içinden akar. Ayırma üst sütunda tamamlanır.
Roket Makinesi
Kabukların ve uyduların ortaya çıkması roket makinesini bir enerji santrali olarak ön plana çıkardı. Roket makineleri, kullanılan yakıta bağlı olarak sıvı itici veya katı itici olarak sınıflandırılabilir. Bu, jet destekli uçakların, askeri mermilerin ve uzay araçlarının ilk güçlendirilmesinde büyük bir başarı ile kullanılmıştır. Bu roketler, hem operasyonları için gerekli temel ekipmanlarda hem de askeri hizmet için kullanımlarında mantıksal olarak yer alan problemlerde daha basittir.
Birçok kez düşündüğümüz basit buhar santrali gibi bazı enerji santralleri bir döngü içinde çalışır; yani, çalışma maddesi bir dizi işleme tabi tutulur ve sonunda başlangıç durumuna geri döner. İçten yanmalı makineler ve gaz türbinleri gibi diğer enerji santrallerinde, çalışma maddeleri devir yapmaz.
Basit Buhar Sıkıştırma Soğutma Çevrimi
Soğutucu, kompresöre hafifçe aşırı ısınan düşük basınçlı bir buhar olarak girer. Kompresörden çıkar ve hafif yükseltilmiş basınçta kondensere buhar olarak girer; Burada soğutma suyuna veya dış ortama ısı transferi sonucunda yoğunlaşır. Daha sonra soğutucu, kondenseri yüksek basınçlı bir sıvı olarak bırakır. Sıvının basıncı, genleşme valfinden aktıkça azalır ve sonuç olarak sıvının bir kısmı hemen buhara dönüşür. Artık düşük basınçta kalan sıvı, soğutulmuş alandan ısı iletimi sonucunda evaporatörde buharlaşmaktadır. Bu buhar daha sonra kompresöre girer.
Hava ayırma tesisi
Büyük endüstriyel öneme sahip bir süreç, içinde bileşenlerine ayrıldığı hava ayırma tesisidir. Oksijen, azot, argon ve nadir gazlar çeşitli endüstriyel, araştırma, özel testler ve tüketim malları uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Hava ayırma tesisi iki büyük alana bir örnek olarak düşünülebilir: kimyasal proses endüstrisi ve kriyojenik alan.
Sıvılaştırma işleminde temel soğutma, farklı prosedürlerle sağlanır. Birincisi, makinedeki havanın genişlemesidir. Bu işlem sırasında hava iş üretir ve sonuç olarak sıcaklık düşer. Diğer prosedür, havayı, sıcaklığında önemli bir düşüş olacak şekilde tasarlanmış ve yerleştirilmiş bir gaz kelebeği valfinden geçirmektir.
Yüksek basınçlı kuru hava bir ısı eşanjörüne girer. Sıcaklık değiştiricinin içinden düşer. Değiştiricideki bir ara noktada, havanın bir kısmı genleşme makinesinden akacak şekilde çıkarılır. Kalan hava, ısı eşanjörünün geri kalanından gaz kelebeği valfinden geçer. İki akış tekrar 5 ila 10 atmosfer basıncında bir araya gelir ve yüksek basınç sütunu adı verilen bir damıtma sütununa girer. Damıtma kolonunun işlevi, havayı başta oksijen ve azot olmak üzere çeşitli bileşenlerine ayırmaktır. Farklı bileşimlerin iki akışı, yüksek basınç kolonundan gaz kelebeği valflerinin yanından üst sütuna akar. Bunlardan biri alt sütunun dibinden çıkan bol oksijen sıvısı ve diğer akım,azot içinde bol, alt soğutucu içinden akar. Ayırma üst sütunda tamamlanır.
kaynakça
- Garzón G. Guillermo, " Genel Kimyanın Temelleri ", İkinci Baskı, Editörden: Mc Graw Hill, Mexico City, 1986, Sayfa: 244 - 245 GORDON J. VAN WYLEN VE ZENGİN E. SONNTAG " TERMODİNAMİĞİN TEMELLERİ ", Birinci Baskı, Editör: Limusa, SA Meksika, 1967. Sayfa: 39-41, 125-126, 200-201.MARON VE PRUTTON, “ Fundamentos de FISICOQUÍMICA ”, Editoryal: Noriega - Limusa, México, DF, 1990 Sayfalar: 237-238,239-243,245.252-253.Whittaker Roland M, “ Genel Kimya ” Editöryel: CECSA, México, DF, 1984, Sayfa: 150 - 151
Yazar Ing. Iván Escalona
Lojistik Danışmanı, Cep Telefonu: 044 55 18 25 40 61 (Meksika)
Endüstri Mühendisi
[email protected], [email protected]
Not: Yorum eklemek istiyorsanız veya yayınlanmış herhangi bir eserle ilgili herhangi bir şüpheniz veya şikayetiniz varsa, beni belirtilen e-postalara yazarak, çalışmanın başlığını yazarak hangi eserin incelendiğini belirtebilirsiniz (s), aynı zamanda adanmış olduğunuzdan beri bulunduğunuz yer (eğer çalışıyorsanız veya çalışıyorsanız) Spesifik olmak, yaş da, postada belirtmezseniz, postayı silerim ve size yardımcı olamayacağım, teşekkür ederim.
- Üniversite Çalışmaları: Ulusal Politeknik Enstitüsü (IPN) Mühendislik ve Sosyal ve İdari Bilimler Disiplinlerarası Profesyonel Birimi (UPIICSA)
- Patoyac Okul Merkezi, (UNAM'de kurulmuştur)
Menşei: Meksika
Orijinal dosyayı indirin
