Buhar Tablosu, Entalpi ve Buhar Enerjisi Hesaplama

Buhar tablosu ne işe yarar?

Su buharının taşıdığı enerji sıcaklıkla değil entalpiyle ölçülür. Aynı sıcaklıktaki su ile buhar arasında büyük bir enerji farkı vardır: 1 bar basınçta 100 °C dolayındaki bir kilogram suyu buhara çevirmek yaklaşık 2257 kJ ister. Buhar tablosu, her basınç ve sıcaklık için bu değerleri verir. Bu araç tabloyu basılı çizelge yerine IAPWS-IF97 denklemlerinden hesaplar, böylece ara değer bulmak için elle oranlama yapmanız gerekmez.

Doymuş buhar, ıslak buhar, kızgın buhar

• Doymuş sıvı kaynama noktasındaki sudur, entalpisi h_f ile gösterilir.
• Doymuş buhar aynı sıcaklıkta tümüyle buharlaşmış sudur, entalpisi h_g olur. İkisinin farkı buharlaşma entalpisidir: h_fg = h_g − h_f.
• Islak buhar içinde su damlacıkları taşır. Kuruluk derecesi x ise entalpisi h_x = h_f + x × h_fg olur.
• Kızgın buhar, doyma sıcaklığının üstüne ısıtılmış buhardır. Özelliklerini bulmak için basınç ve sıcaklık birlikte gerekir.

Kazan gücü nasıl bulunur?

Buhara verilmesi gereken güç, buhar debisi ile entalpi artışının çarpımıdır: Q = ṁ × (h_buhar − h_besleme). Örnek: 80 °C besleme suyundan 10 bar mutlak basınçta saatte 1000 kg kuru doymuş buhar üretmek için entalpi 335.8 kJ/kg değerinden 2777.1 kJ/kg değerine çıkar. Fark 2441.3 kJ/kg, güç 1000 / 3600 × 2441.3 = 678 kW olur. Kazan verimi yüzde 90 ise yakıtla 753 kW verilmelidir.

Flaş buhar nedir?

Yüksek basınçtaki sıcak kondens daha düşük basınca açıldığında taşıdığı fazla ısı bir kısmını buharlaştırır. Oran x = (h_f1 − h_f2) / h_fg2 ile bulunur. 10 bar basınçtaki kondens 1 bar basınca indiğinde kütlesinin yaklaşık yüzde 15'i buhar olur. Bu buhar düşük basınçlı bir hatta kullanılırsa kayıp olmaktan çıkar.

Mutlak basınç mı, gösterge basıncı mı?

Buhar tabloları mutlak basınçla çalışır, sahadaki manometre ise gösterge basıncını gösterir. Manometrede 9 bar okuyorsanız mutlak basınç yaklaşık 10 bar olur. Araçta basınç türünü seçmeyi unutmayın: yanlış seçim doyma sıcaklığını birkaç derece kaydırır.

Sınırlar

Araç 350 °C altındaki doymuş buharı ve 800 °C altındaki kızgın buharı kapsar. Kritik nokta dolayı (yaklaşık 165 bar üstünde doyma, 374 °C ve 221 bar çevresi) hesaplanmaz. Sonuçlar saf su içindir: çözünmüş gaz, tuz ve yağ taşıyan gerçek kazan suyu küçük farklar gösterir.