Telített folyadék vs. túlhűtött folyadék: 3 kritikus tény

Telített folyadék VS túlhűtött folyadék: tudnia kell a kritikus tényeket

Telített folyadék és a túlhűtött folyadék a tiszta folyadék fázisváltási folyamatának különböző szakaszai. A tiszta anyag fő fázisai szilárd, folyékony és gáz.

Túlhűtött folyadék Az anyagnak azt a fázisát jelenti, amikor az folyékony formában van jelen a rendszernyomáson mért forráspontja alatti hőmérsékleten. A telített folyadék egy olyan folyadék, amely hamarosan elpárolog, ami azt jelenti, hogy a nyomás bármely csökkenése a hőmérséklet megváltoztatása nélkül felforralja.

Telített folyadék vs túlhűtött folyadék

A kép jóváírása: Telített folyadék vs Túlhűtött folyadék https://s3.studentvip.com.au/notes/11438-

Bármely folyadék, akár tiszta formájában, akár keverék formájában, meghatározott nyomáson specifikus nyomást fejt ki a folyadék felületére egy adott hőmérsékleten, amelyet az anyag gőznyomásának nevezünk ezen a hőmérsékleten. Ha a folyadék hőmérséklete emelkedik, a gőznyomása is megnő. Mivel ez a gőznyomás megegyezik a környező légkör nyomásával, a folyadék forrni kezd. A forráspontján lévő folyadékot a telített folyadék.

Például a víz telített folyadék forráspont 100°C légköri körülmények között tengerszinten vagy 1 atmoszféra nyomáson. Amikor a víz 100 °C alá hűl, aláhűl. Ha a nyomás 1 atmoszféra fölé emelkedik, a víz forráspontja megemelkedik, vagy 100 °C-on aláhűtött folyadékká válik.

Példa túlhűtött folyadékra

Túlhűtött folyadéknak tekinthető minden folyadék, amely egy adott nyomáson a forráspontja alatt van.

A víz forráspontja 373 °K (100 °C). A szobahőmérsékletű, 293°K(25°C) és normál légköri nyomású víz egy példa a Túlhűtött folyadék.

Bizonyos körülmények, amelyek a folyadék túlhűtését okozzák, a következők:

Adott rendszernyomáson, amikor a folyadék hőmérséklete alacsonyabb, mint a telítési hőmérséklete. Amikor a folyadék nyomása nagyobb, mint a telítési nyomása az adott hőmérsékleten. Termodinamikailag a folyadék entalpiája és fajlagos térfogata kisebb, mint a telített folyadék.

3. cikk 1. kép

Kép jóváírása: Tv diagram, amely a víz fázisváltozását mutatja állandó nyomáson https://engineering.purdue.edu/CFDLAB/class/me200/filesFall2010/me200_notes_f10_week3.pdf

Néhány további példa az aláhűtött folyadékra:

  • Folyékony ammónia -33.3°C alatti hőmérsékleten és 1 bar vagy annál magasabb nyomáson.
  • Folyékony ammónia -50°C alatti hőmérsékleten és 0.41 bar vagy annál magasabb nyomáson.
  • Etilénglikol 197 C alatti hőmérsékleten és 1 bar vagy magasabb nyomáson
  • Etil-alkohol 77.8 C alatti hőmérsékleten és 1 bar vagy magasabb nyomáson.

Amint fentebb látható, a folyékony ammónia példájában alhűtött körülmények között, különböző nyomás- és hőmérsékleti feltételek mellett képes kilépni. -33.3°C az ammónia telítési hőmérséklete 1 bar nyomáson. Hasonlóképpen, -50°C hőmérsékleten az ammónia megfelelő telítési nyomása 0.41 bar (kb.).

Túlhűtött folyadék nyomása

Az adott hőmérsékleten a telítési nyomásánál nagyobb nyomású folyadékot utólag hűtött vagy sűrített folyadéknak nevezzük.

Utánhűtött folyadék azt jelenti, hogy a folyadék hőmérséklete alacsonyabb, mint az adott nyomáshoz tartozó telítési hőmérséklet, a sűrített folyadék pedig azt, hogy a folyadék nyomása magasabb, mint az adott hőmérsékletre vonatkozó telítési nyomás. Mindkét kifejezés felváltva is használható.

Mivel a folyadékok természetükben összenyomhatatlanok, tulajdonságaik viszonylag függetlenek a nyomástól. Az aláhűtött folyadékokat a következők határozzák meg:

  • Magasabb nyomás, mint egy telített folyadéknál (P>Pfaluadott T)
  • Alacsonyabb hőmérséklet, mint a telített folyadéké (T<Tfalu adott P-nél)
  • Alacsonyabb entalpia, mint a telített folyadéké (h<hfadott T-nél vagy P-nél)
  • Alacsonyabb belső energia, mint egy telített folyadéké (u<ufadott T-nél vagy P-nél)
  • Alacsonyabb fajlagos térfogat, mint egy telített folyadéké (v<vf adott T-nél vagy P-nél)

Az entalpiát leginkább a nyomás befolyásolja, pontosabb összefüggés h

hf~hf@T+vf(PPfalu)

pv

A kép forrása: PV Egy tiszta anyag diagramja http://processandinstrumentation.blogspot.com/

Gyakran ismételt kérdések

K. Mi a különbség a telített és a túlhűtött folyadék között?

Válasz:Bár mindkettő Telített folyadék és a Túlhűtött folyadék ugyanannak a folyadéknak a két fázisa, eléggé különböznek egymástól.

A túlhűtés az az állapot, amikor a folyadék hidegebb, mint a minimális hőmérséklet (telítési hőmérséklet), amely ahhoz szükséges, hogy ne forrjon fel. Ezzel szemben a telített folyadék az az állapot, amikor a folyadék már majdnem a forráspontján van.

Telített folyadék esetén, ha tovább csökkentjük a nyomást és állandó hőmérsékletet tartunk, a telített folyadék forrni kezd. Másrészt a folyadék tovább lehűl, ha a nyomás a forráspontján lévő telített nyomás fölé emelkedik.

K. Miért kívánatos az utóhűtés egy hűtőrendszerben?

Válasz:A tovább hűtött folyadék növeli a hűtőrendszer energiahatékonyságát, mivel kisebb a fajlagos térfogata

A hűtőközeget a kondenzátorban tovább hűtik, hogy elkerüljék a hűtőközeg korai elpárolgását, mielőtt a tágulási eszköz felé haladnának.

Ha nem biztosítanak megfelelő kondenzátorfelületet a megfelelő túlhűtés biztosításához, a hűtőközeg részben elpárologhat a csővezetékben, amikor az a tágulási eszköz felé halad. Ha a hűtőközeg részben elpárolog, mielőtt belép a tágulási eszközbe, akkor nagyobb hűtőközeg-mennyiséget kell szivattyúzni az azonos hűtés eléréséhez. Ez növeli a szivattyúzás költségeit és ezáltal az energiafogyasztást.