Изменение температуры/давления пара при увеличении диаметра трубы Опции

[Фирст]

Здравствуйте!
Я специалист по автоматике, а не по теплотехнике, поэтому мой вопрос может быть элементарно простым, но я не нашёл ответов в ABOK. Если есть, прошу дать ссылку.

Имеется индукционный электрический парогенератор с давлением 5 бар, температурой 150 *С и расходом 900 кг/час (я перевел как 333 м3/час).

Первое: Выход парогенератора DN40. Мне это уже кажется подозрительным.
По моим подсчетам скорость пара в трубе при максимальном расходе составляет 74 м/с, а на Вашем форуме я нашёл:
"для перегретого пара при диаметре труб до 200 мм — 40 м/с;"

Второе: Паропровод у Заказчика DN65. То есть объем увеличивается в 2,6 раза. Если бы это был газ, то температура должна была упасть с 150*С до 56*С. Но это пар, он будет конденсироваться с выделением тепла.

Как посчитать изменение температуры и давления пара при переходе с DN40 на DN65?

[Фирст]

Здравствуйте!
Я специалист по автоматике, а не по теплотехнике, поэтому мой вопрос может быть элементарно простым, но я не нашёл ответов в ABOK. Если есть, прошу дать ссылку.

Имеется индукционный электрический парогенератор с давлением 5 бар, температурой 150 *С и расходом 900 кг/час (я перевел как 333 м3/час).

Первое: Выход парогенератора DN40. Мне это уже кажется подозрительным.
По моим подсчетам скорость пара в трубе при максимальном расходе составляет 74 м/с, а на Вашем форуме я нашёл:
"для перегретого пара при диаметре труб до 200 мм — 40 м/с;"

Второе: Паропровод у Заказчика DN65. То есть объем увеличивается в 2,6 раза. Если бы это был газ, то температура должна была упасть с 150*С до 56*С. Но это пар, он будет конденсироваться с выделением тепла.

Как посчитать изменение температуры и давления пара при переходе с DN40 на DN65?

[shvet]

парогенератор с давлением 5 бар, температурой 150 *С

При давлении 5 бара и температуре 150°С это вода. Где-то ошибка.
https://www.tlv.com/global/TI/calculator/st...e-pressure.html

По моим подсчетам скорость пара в трубе при максимальном расходе составляет 74 м/с, а на Вашем форуме я нашёл:
"для перегретого пара при диаметре труб до 200 мм — 40 м/с;"

У меня получилось меньше - 64 м/с, но всё равно для насыщенного пара великовато. Но если это перегретый пар, то проблемы нет.
https://www.tlv.com/global/TI/calculator/st...tml?advanced=on

Как посчитать изменение температуры и давления пара при переходе с DN40 на DN65?

В теории - закон Бернулли
На практике - разница незначительная
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%...%BB%D0%BB%D0%B8

[gilepp]

Да, изменения Т и Р будут ничтожными.

Если скорость будет сильно превышена, то это чревато повышенной скоростью эрозии и вибрации. На зауженных трубах выше потери давления. Могут быть трудности с автоматическими дренажами паропровода (карманы будут хуже улавливать конденсат).

Сообщение отредактировал gilepp - 20.9.2023, 14:46

[Фирст]

"При давлении 5 бара и температуре 150°С это вода."
Получается, невозможно выставить 150*С, требуется минимум 160?

"На практике - разница незначительная"
Меня как раз интересует практика, и именно с паром. Ведь он должен конденсироваться при увеличении объема.
Как вычислить, сколько будет конденсата за счет расширения объема в 2.6 раза? (При 900 кг/час, 5 бар и 160*С)

[gilepp]

5 бар изб соответствует температуре 159 гр.С
Если 5 бар абс., то температура 152.
Если же правильной является температура 150, то давление 3,7 бар изб / 4,7 бар абс.

Для иллюстрации свойств, разница удельных объемов пара и воды для давления 3,7 бар изб. 360-кратная... Коллега shvet вам подтвердил что, увеличение Ду 40/65 будет незаметно. По манометру 0-10 бар например и по термометру 0-200 аналогично никто не заметит разницы.

Влияние на образование конденсата будет оказывать прежде всего теплоотери с поверхности на длине паропровода. Но и тут, если длина несколько десятком метров и труба изолирована, то видимо речь о нескольких кг/ч. Учитывая, что самый маленький конденсатоотводчик имеет пропускную способность около 50-100 кг/ч, это тоже не сильно важно.

Сообщение отредактировал gilepp - 20.9.2023, 15:02

[Галиев]

Да нету там никакого расширения. У Вас есть пар под давлением, заключенный в сосуд приличного объема - парогенератор, с диаметром наверно 500 мм. И из этого сосуда, через отверстие 40 мм пар истекает в сосуд диаметром 65 мм.
Котел Ешка, тоже тонна пара в час, ГПЗ Ду 50, коллектор котельной Ду 100, давление пара одинаково на всей протяженности коллектора, ни кто в своем уме не заморачивается, почему оно не упало и не остыло, наверно, от того и не падает и не остывает.

[gilepp]

Если пар идет на теплообменник с конденсатоотводчиком, то нет необходимости в этих вычислениях.

[shvet]

Ведь он должен конденсироваться при увеличении объема.

Прогуливали физику в школе. Это не паровоз, а труба. Здесь движение, а не расширение, закон Менделеева-Клайперона применяется не здесь. Здесь работает закон Бернулли. В этом конкретном случае изменение температуры за счёт изменения кинетической энергии (напора) и потерь на трение от завихрений. Посколько одно и второе незначительное, то и изменение статического давления незначительное, то и изменение температуры незначительное.

Для инфо - при увеличении линейной скорости газ охлаждается, и при уменьшении разогревается. За несколькими исключениями типа водорода.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%84%...%BE%D0%BD%D0%B0

Наглядно Бернулли в действии на примере жидкости
https://www.youtube.com/watch?v=R80cV8pryOM

Сообщение отредактировал shvet - 20.9.2023, 15:35

[Фирст]

Некоторые пояснения:
В школе я учился 47 лет назад, но мне кажется, что свойства насыщенного пара мы не изучали. А в практике встретился первый раз.

Индукционный парогенератор имеет внутренний объем 5 литров. Фактически, это вторичная обмотка мощного трансформатора, выполненная из медной трубки. В нее впрыскивается умягченная вода, и преобразование в пар происходит без нагрева воды (как пишут в описании).

Из парогенератора выходит труба DN40. Она должна войти в паропровод Заказчика, по уточненным данным DN80.
То есть однозначно увеличение объема, и уменьшение скорости потока. Я считал, что пар это газ, а не жидкость.

До этого работал с аммиаком, с фреоном, где увеличение объема или падение давления вызывает сильное охлаждение. И тоже имеется фазовый переход. Потому и вопросы.

Думаю, я получил некоторое представление, и ссылки на онлайн калькуляторы.
Спасибо всем кто ответил!

[shvet]

@Фирст
К слову для инженера автоматизации - принцип многих датчиков расхода, измеряющих напор, основан на этом законе.

[Галиев]

Индукционный парогенератор имеет внутренний объем 5 литров. Фактически, это вторичная обмотка мощного трансформатора, выполненная из медной трубки. В нее впрыскивается умягченная вода, и преобразование в пар происходит без нагрева воды (как пишут в описании).

Весьма эпично! В пятилитровой банке испарить без малого тонну воды за час. Мне бы ссылку на устройство, очень любопытно.

[gilepp]

Я считал, что пар это газ, а не жидкость.

Это становится справедливо для перегретого пара. Чем более пар перегретый, тем более его свойства напоминают газовые. Но и то с оговорками разумеется) Свойства же насыщенного пара уникальны.

[Галиев]

@Фирст
К слову для инженера автоматизации - принцип многих датчиков расхода, измеряющих напор, основан на этом законе.

Ну, бывает, мыслительная очепятка.

[Фирст]

@Галиев
Вот это устройство: ПАРОГЕНЕРАТОР ТИТАН 900

[tiptop]

Котел Ешка, тоже тонна пара в час, ГПЗ Ду 50, коллектор котельной Ду 100, давление пара одинаково на всей протяженности коллектора, ни кто в своем уме не заморачивается, почему оно не упало и не остыло, наверно, от того и не падает и не остывает.

Наверное, от того, что скорость невелика.

[Галиев]

@Галиев
Вот это устройство: ПАРОГЕНЕРАТОР ТИТАН 900

При 360 кВт выдаст около 470 кг пара в час, ни как не 900 кг/ч.

[tiptop]

Если температура питательной воды - 100 градусов:

360 кВтx0,86/(660-100)≈ 0,55 т/ч

Сообщение отредактировал tiptop - 20.9.2023, 20:14

[Галиев]

Если температура питательной воды - 100 градусов:

360 кВтx0,86/(660-100)≈ 0,55 т/ч

От такой температуры расплавятся узлы и детали супермегапарогенератора.
Его для других целей продают.

[shatallik]

Напиши пожалуйста ваш Е-mail или телефон для связи. Не могу с вами связаться, через личку.

[Галиев]

Если температура питательной воды - 100 градусов:

360 кВтx0,86/(660-100)≈ 0,55 т/ч

Сова на глобус налезать отказывалась, упиралась крыльями и норовила дать в глаз клювом!

[T-rex]

Коллеги, никто не пояснил топикстартеру, что при переходе пара из трубы 40 в трубу 65 не будет увеличения объема в два с лишним раза, так как не будет аналогичного снижения давления. Это главная неточность в изначальном посте.
Снижение давления будет, но незначительное, за счёт сопротивления трассы. Кроме того, насколько я помню из i-S диаграммы, степень сухости пара возрастает при дросселировании. Вывод - специально отвод конденсата под условия ТС делать не нужно, а применить общие правила отвода конденсата паропроводах

[Фирст]

@tiptop
Температура питательной воды будет не выше 20 *С.
На сайте производителя есть ПАСПОРТ, в котором сказано, что этот прибор тратит на нагрев в два раза меньше энергии, чем другие типы электрических нагревателей.
Не кидайте в меня помидоры - я считал что на нагрев воды от 20*С до 150*С и испарение 900 кг/час нужно 664 кВт без учета кпд. Природу не обманешь.
Но Заказчик выбрал этот парогенератор.

[tiptop]

этот прибор тратит на нагрев в два раза меньше энергии, чем другие типы электрических нагревателей.

Для инновационного изделия в этом нет ничего особенного, явление легко объяснимо: он вырабатывает "нано-пар".