歳を重ねて再度勉強を始めているものです 蒸気の膨張時の挙動について次の考え
方で間違っているか、お教えいただけると幸いです、どうにも納得できません。
蒸気の減圧(断熱膨張)において、0.8Mpa 2768.3kJ/kg 170.41℃の乾き飽和蒸気
を0.3Mpaまで変化させると、等エンタルピー変化であるから0.3Mpa飽和蒸気の
2724.89kJ/kgとの差分、2768.3kJ/kg-2724.89kJ/kg=43.41 kJ/kgは温度上昇する
はずで蒸気のCpを2.1とすると20.7℃ほど過熱水蒸気になることになる。
0.3Mpa飽和蒸気温度は133.53℃で 133.53℃+20.7℃=154.23℃
逆に 0.3Mpaの過熱蒸気表では150℃で2761.18kJ/kg 160℃で2782.6kJ/kgである
ので、(この区間だけからΔ2.142J/℃とし)154.23℃からエンタルピーを求めま
すと2770.24 kJ/kgとなります。(僅かな差0.07%はCp値と直線近似の為)
しかしながら、同じことを加熱蒸気でやりますと
0.8Mpa 180℃ 2816.46kJ/kg→0.3Mpa 180℃ 2824.62kJ/kg ですから8.16 kJ/kg過
剰になり、等エントロピー変化とするためには過熱度が6.℃ほど下がることになり
ます。
(蒸気表1999を使用して考えております)。
ここで、①この温度の増減変化はジュール・トムソン効果によるものだ、ジュール
・トムソン効果の「逆転温度」は必ず蒸気の場合飽和温度より少し高い所にある。
②膨張は実際には瞬時でなく徐々に起きる、よって飽和温度に近い過熱蒸気が断熱
膨張+ジュール・トムソン効果により飽和蒸気温度になり、その後の断熱膨張でジ
ュール・トムソン効果により過熱蒸気になる事はありうる。
これで正しいでしょうか?
※ジュール・トムソン効果は高温の方が膨張により高温に、低温の方が膨張により
低温になるはずで上記の説明とは矛盾します、飽和蒸気と過熱蒸気の差異は僅かな
温度差であり、気体は気体ですからそこに変異点があるのも不思議な気がします。
No.2ベストアンサー
- 回答日時:
何を言っているのかチンプンカンプン
1)等エンタルピでの膨張は絞りと言います。
断熱膨張ではありません。
膨張することにより外部に仕事をしますが、断熱膨張なら蒸気の持つ内部エネルギーがこれに充当されますから、
温度は下がります。
等エンタルピで推移すると言う事は外部からエネルギーの補給を受けているのです。
2)同様に・・との言だが、同様ではない
0.8→0.3までの膨張は等エンタルピになってない。等温変化となっています。
蒸気表が私のものと少し違うようですが、
0.8MPa drysat 170.4℃, 2768.3 kJ/kg
0.3MPa drysat 133.5℃, 2724.9 kJ/kg
0.3MPa 2768.3kJ/kg, 153.3℃
153.3-133.5=19.8
0.8MPa 180℃, 2824.6 kJ/kg
0.3MPa 2824.6kJ/kg, 164.7℃
164.7-133.5=31.2℃
これで、この後何が必要ですか?
No.1
- 回答日時:
「0.8Mpa 2768.3kJ/kg 170.41℃の乾き飽和蒸気
を0.3Mpaまで変化させると、等エンタルピー変化であるから0.3Mpa飽和蒸気の
2724.89kJ/kgとの差分、2768.3kJ/kg-2724.89kJ/kg=43.41 kJ/kgは温度上昇」
この設定が間違っていないかな?
断熱膨張すれば温度は下がりますよ。
ありがとうございました、冷静になって考え直すことができました そりゃそうですよね、追加で質問しているうちに わけわからなくなって 何かおかしいと気が付き始めました ありがとうございました。
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回答ありがとうございました温度が上がる下がるという説明が元々悪かったようです、伺いたかったのは同じ圧力の飽和蒸気と過熱蒸気を断熱膨張させ、同じ圧力まで下げると飽和蒸気は過熱蒸気になるまで温度が上昇し、過熱蒸気は過熱度が下がる、この差は何でしょうか?というものです、膨張する前後で温度が上がる、下がるという質問ではありません。 温度の上がった下がったという比較対象が違う為かもしれません、断熱膨張の等エントロピー変化で考えると良いのかもしれません、あぁ書いてて分からなくなってきました。
元々、ドレン混じりの蒸気が減圧弁通過するとフラッシュにより湿り度が減る、乾き蒸気なら過熱蒸気になる しかし過熱蒸気の場合は減圧弁を通過すると過熱度が下がる、でも嵩は増える、ドレン損失は高圧の方が多い、過熱蒸気状態ではドレンが発生しないなどと考えているうちに この理由は何かと考えたのです。すみません
uen_sap様 nitto3様 回答ありがとうございました。
色々間違いを指摘いただきました、重ねてありがとうございます。
飽和蒸気の時は0.3の飽和蒸気エンタルピ―と比較して大きいとしている
過熱蒸気の時は同一温度の過熱水蒸気と比較してエンタルピーが少ないとしている
これで なぜ、減ったり増えたりするの?という質問をしてたんです。
表が違うというより読み間違いでした。
0.8Mpa 180℃ 2816.46kJ/kg これは0.9MPaの値で2792.44kJ/kgが正解です。
思い込みの原因は(言い訳にはなりませんが)
www.sice.jp/ia-j/papers/09IA042.pdf
http://www.yoshitake.co.jp/ys/ys01_3_3.html
で質の向上と温度低下について述べられているのを能力不足で混乱したんです。
お礼と締め切りはあとでします。