البخار المشبع مقابل البخار المحمص: تحليل مفصل والأسئلة الشائعة


يمكن أن يحدث البخار بأشكال مختلفة حسب درجة الحرارة والضغط. تتناول هذه المقالة موضوع البخار المشبع مقابل البخار المحمص.

البخار المشبع هو البخار الذي يوجد فيه الماء في كل من الحالة السائلة والغازية بينما البخار المحمص هو البخار الذي تكون درجة حرارته أعلى من نقطة التبخر.

ما هو البخار المشبع؟

كما نوقش أعلاه ، فإن البخار المشبع هو الحالة التي يتعايش فيها الماء الغازي والسائل. تسمى درجة الحرارة التي يحدث عندها هذا بدرجة حرارة التشبع والضغط الذي يحدث عندها يسمى ضغط التشبع.

عندما نقول أن كلا مرحلتي الماء موجودان ، فهذا يعني أن الماء السائل في حالة انتقالية. يبدأ الماء السائل بالتحول إلى الحالة الغازية. إذا خفضنا درجة الحرارة ، ستتكثف جزيئات الغاز لتصبح سائلة ، وإذا قمنا بتسخينها أكثر ، يصبح البخار المشبع بخارًا شديد السخونة.

التأثير على درجة حرارة التشبع مع تغير الضغط

عندما نغير ضغط النظام ، تتغير درجة حرارة التشبع أيضًا. عند الضغط المنخفض ، تكون درجة حرارة التشبع أقل أيضًا. على سبيل المثال ، إذا ذهبنا إلى ارتفاعات أعلى حيث يكون الضغط منخفضًا ، سيبدأ الماء في الغليان قريبًا.

يزداد المحتوى الحراري للبخار أولاً مع زيادة الضغط ، وبعد نقطة معينة يبدأ في التناقص مع الضغط. يمكن تمثيل هذا التغيير في مخطط موليير (تمت مناقشته في أقسام أخرى).

ما هو البخار المحمص؟

كما نوقش أعلاه، بخار مسخن جدا يحدث عندما ترتفع درجة حرارة البخار فوق نقطة التبخر. في هذه الحالة من البخار ، تتحول جميع الجزيئات السائلة إلى غاز.

المحتوى الحراري للبخار شديد السخونة أعلى بكثير من البخار المشبع لضغط ودرجة حرارة معينة. يمكن عرضها على مخطط مولير. موليير رسم بياني تمت مناقشته بالتفصيل في قسم لاحق من هذه المقالة.

مخطط Enthalpy-Entropy / مخطط Mollier

يمكن رسم خصائص البخار على مخطط hs يسمى أيضًا باسم مخطط مولير الذي سمي على اسم ريتشارد موليير الذي رسم الرسم التخطيطي في عام 1904.

يتكون الرسم البياني من مجموعة من المنحنيات التي تمثل مختلفة خصائص البخار. التفاصيل حول المنحنيات أدناه-

  • يمثل المحور الأفقي الانتروبيا.
  • يمثل المحور الرأسي المحتوى الحراري (ح).
  • يمثل الخط AB خط ضغط ثابت.
  • يمثل الخط AC خط درجة حرارة ثابتة.
  • تمثل القبة خط البخار المشبع.
  • الخطوط الداخلية (DE) التي تصنع قبة مماثلة هي خطوط كسور جافة ثابتة.
  • يمثل طرف منحنى البخار المشبع نقطة حرجة.
  • المنطقة الموجودة على الجانب الأيسر من منحنى البخار المشبع هي منطقة شبه مبردة.
  • المنطقة داخل منحنى البخار المشبع هي منطقة مشبعة.
  • تمثل المنطقة الموجودة على الجانب الأيمن من منحنى البخار المشبع منطقة شديدة الحرارة.

لاحظ أن خط الضغط الثابت وخط درجة الحرارة الثابتة متوازيان داخل قبة البخار المشبعة.

مشبع مقابل بخار محمص
الصورة: مخطط مولير

ظروف البخار المشبع و شديد الحرارة

باستخدام مخطط مولييه يمكننا معرفة الشروط المطلوبة للمناطق المشبعة وفائقة الحرارة.

أولاً نجد حالة البخار المشبع. بالنسبة لحالة البخار المشبع ، يجب أن يكون جزء التجفيف للبخار بين 0 و 1. بالنسبة للبخار شديد الحرارة ، يجب أن يكون جزء التجفيف من البخار أكبر من 1.

شيء صغير،

للبخار المشبع عند درجة حرارة وضغط تشبع معين- 0

للبخار شديد السخونة عند درجة حرارة وضغط معينين- x> 1

حيث تشير x إلى جزء الجفاف.

ما هو جزء الجفاف؟

البخار المشبع هو مزيج من الماء والبخار. للعثور على كمية البخار الموجودة في الخليط ، يتم استخدام مصطلح جزء الجفاف.

يساعد هذا المصطلح في إعطاء بيانات دقيقة عن خصائص البخار. بدون هذا المصطلح ، ستلعب خصائص الماء أيضًا. جزء التجفيف هو مقدار البخار الجاف الموجود في خليط بخار الماء.

رياضيا ،

س = مدريستريم/mمزيج

يساعد هذا المصطلح في إيجاد المحتوى الحراري الفعلي للبخار ويحدد جودة البخار. الجودة من حيث كمية البخار في الخليط. الجودة 100٪ تعني أن نسبة الجفاف هي 1 وأن ​​الخليط يحتوي فقط على بخار جاف.

لماذا يعتبر معامل نقل الحرارة فعالاً للبخار المشبع أعلى من البخار شديد السخونة؟

البخار المشبع أفضل في نقل الحرارة من البخار المحمص.

محموم البخار هو موصل سيئ للحرارة وله موصلية حرارية منخفضة مما يعني أنه سيكون له كفاءة منخفضة في نقل الحرارة. يتمتع البخار المشبع بموصلية حرارية أفضل بسبب خليط جزيئات السائل والغاز. الماء السائل هو موصل جيد للحرارة ، ويزيد من كفاءة نقل الحرارة الكلية للبخار المشبع.

للأسباب المذكورة أعلاه ، البخار المشبع أعلى نقل الحرارة co كفء من البخار المحمص.

ابهيشيك

مرحباً .... أنا أبهيشيك خامبهاتا ، لقد تابعت درجة البكالوريوس في الهندسة الميكانيكية. طوال أربع سنوات من عملي في الهندسة ، قمت بتصميم وطيران طائرات بدون طيار. موطن قوتي هو ميكانيكا الموائع والهندسة الحرارية. استند مشروعي في السنة الرابعة إلى تحسين أداء المركبات الجوية غير المأهولة باستخدام تكنولوجيا الطاقة الشمسية. أود التواصل مع الأشخاص ذوي التفكير المماثل.

آخر المقالات