Mättad vs överhettad vs underkyld
Hejsan!
Lite små-sämst på Termodynamik. Försöker förstå vad som gäller för följande:
Om en vätska INTE är underkyld, är den då ALLTID mättad? Gäller det även tvärtom?
Om en ånga INTE är överhettad, är den då ALLTID mättad? Gäller det även tvärtom?
Suttit med lite gamla tentor, och märkt att de ofta nämner att en vätska ej är underkyld, och att den är mättad. Aldrig hittat en tenta där bägge gäller.
Tack på förhand!
Det råder lite begreppsförvirring här...
Om en vätska är mättad betyder det att den befinner sig vid kokpunkten. Vatten är en mättad vätska vid 100 grader och 1 atm tryck. Vid 25 grader och 1 atm tryck är det en omättad vätska.
En underkyld vätska är en vätska som fortfarande befinner sig i vätskeform trots att temperaturen ligger under fryspunkten. Det kan ske eftersom det krävs en nuklearbildning för att det ska kunna växa till iskristaller och om det saknas (t.ex. ifall kärlets ytor är väldigt släta och vätskan väldigt ren och stilla) kommer vätskan inte att frysa.
Mättad ånga är ånga som bildas vid kokpunkten och står i jämvikt med den mättade vätskan. Vid 1 atm tryck bildas mättad vattenånga vid 100 grader. Om ångan har en högre temperatur än 100 grader vid 1 atm är den överhettad.
Teraeagle skrev:Det råder lite begreppsförvirring här...
Om en vätska är mättad betyder det att den befinner sig vid kokpunkten. Vatten är en mättad vätska vid 100 grader och 1 atm tryck. Vid 25 grader och 1 atm tryck är det en omättad vätska.
En underkyld vätska är en vätska som fortfarande befinner sig i vätskeform trots att temperaturen ligger under fryspunkten. Det kan ske eftersom det krävs en nuklearbildning för att det ska kunna växa till iskristaller och om det saknas (t.ex. ifall kärlets ytor är väldigt släta och vätskan väldigt ren och stilla) kommer vätskan inte att frysa.
Mättad ånga är ånga som bildas vid kokpunkten och står i jämvikt med den mättade vätskan. Vid 1 atm tryck bildas mättad vattenånga vid 100 grader. Om ångan har en högre temperatur än 100 grader vid 1 atm är den överhettad.
Så vatten är endast mättad vid 100C & 1 atm?
Går ej att ha mättad vätska (vatten) vid typ 99C och 1 atm?
Eller gäller några interval här?
Är vatten alltid mättad efter den har passerat en kondensator? (Basic Vapor Compression Cycle [FS 9.1])
Hur kommer det sig att tabellen för egenskaper hos mättat vatten inkluderar värden för alla t mellan 0.01C --> 374.15C, om den är överhettad och därmed ej mättad efter 100C?
Kort sagt, vad jag behöver veta är hur jag vet om en substans (vare sig det är vatten, ammonia, R22, etc), räknas som "mättad" eller inte. Har förstått att de inte är mättade om underkylning/överkylning gäller. Men förstår inte hur jag ska bestämma att de är mättade om inte det anges.
Om trycket är 1 atm är vatten bara mättat vid 100 grader, inga intervall. Vid andra tryck gäller andra temperaturer. Jag antar att det är det din tabell visar, för visst står det olika tryck bredvid temperaturerna?
Det verkar rimligt att vatten alltid är mättat efter att ha passerat en kondensator.
Teraeagle skrev:Om trycket är 1 atm är vatten bara mättat vid 100 grader, inga intervall. Vid andra tryck gäller andra temperaturer. Jag antar att det är det din tabell visar, för visst står det olika tryck bredvid temperaturerna?
Det verkar rimligt att vatten alltid är mättat efter att ha passerat en kondensator.
Jahaa! Ja, det står andra tryck.
Hur bestämmer jag om det är mättat utan att anges?
Ofta talar de om underkylning/överhettning under cykeln, men sedan anges vätskan vara mättad efter kondensator. I typ 9/10 fall. Ej motiverat varför, utan bara sagt att det är så.
Om du bara kokar upp rent vatten vid ett visst tryck bildas det alltid mättad ånga. Enda sättet att bilda överhettad ånga är att först bilda mättad ånga och sedan värma den så att den blir överhettad. Vid atmosfärstryck kan du alltså koka (mättat) vatten vid 100 grader, bilda mättad ånga som håller 100 grader och sedan värma den till kanske 150 grader så att den blir överhettad. Det kan vara fördelaktigt om man vill att ångan ska bära mer energi per kilogram eller om man vill undvika kondensbildning. Det krävs bara minsta lilla temperatursänkning för att mättad ånga ska bilda kondens, vilket t.ex. kan skada ångturbiner.
Det finns faktiskt ett till sätt att bilda överhettad ånga och det är genom att koka ”orent” vatten, t.ex. en saltlösning. Blandar man vattnet med något fås en kokpunktshöjning och då kanske vätskan kokar vid 103 grader eller något sådant. Det innebär att ångan som bildas också håller 103 grader, men eftersom mättad ånga håller 100 grader vid 1 atm är den bildade ångan överhettad.
Teraeagle skrev:Om du bara kokar upp rent vatten vid ett visst tryck bildas det alltid mättad ånga. Enda sättet att bilda överhettad ånga är att först bilda mättad ånga och sedan värma den så att den blir överhettad. Vid atmosfärstryck kan du alltså koka (mättat) vatten vid 100 grader, bilda mättad ånga som håller 100 grader och sedan värma den till kanske 150 grader så att den blir överhettad. Det kan vara fördelaktigt om man vill att ångan ska bära mer energi per kilogram eller om man vill undvika kondensbildning. Det krävs bara minsta lilla temperatursänkning för att mättad ånga ska bilda kondens, vilket t.ex. kan skada ångturbiner.
Det finns faktiskt ett till sätt att bilda överhettad ånga och det är genom att koka ”orent” vatten, t.ex. en saltlösning. Blandar man vattnet med något fås en kokpunktshöjning och då kanske vätskan kokar vid 103 grader eller något sådant. Det innebär att ångan som bildas också håller 103 grader, men eftersom mättad ånga håller 100 grader vid 1 atm är den bildade ångan överhettad.
Men i teoretiska fall, då jag bara får en temperatur, hur vet jag om det är mättat?
Vet t.ex. inte vad kok-punkten är för R22.
Har du något exempel?
En kylanläggning arbetande med mediet R22 har värmeeffekten 7 kW vid massflödet
0,035 kg/s. Kondenseringstemperaturen är 30 °C och kondensatet lämnar kondensorn
utan underkylning. Före kompressorn är ångan mättad och kompressorn är isentropisk.
Är det mättat när den lämnar kondensatorn?
Är ångan inte överkyld före kompressorn?
Är ångan mättad efter kompressorn?
Facit anger:
Mättat mellan Condenser --> Evaporator
Mättat före kompressorn.
Ej angett efter kompressorn.
Cykeln går: expansion valve --> evaporator --> compressor --> condensor --> expansion valve
Okej, jag inser nu att de faktiskt är två olika fenomen som verkar översättas till ”underkylning” på svenska. Den typ av underkylning jag tog upp kallas för supercooling på engelska, medan detta kallas för subcooling. I detta fall avser man alltså att vätskan är underkyld om den inte befinner sig vid kokpunkten, vilket ju i så fall innebär att den inte är mättad.
I ditt exempel står det att det inte är underkylt efter kondensatorn och alltså måste det vara mättat.
Att ångan lämnar förångaren mättad står ju i uppgiften. Det är inte självklart att det är så rent allmänt eftersom ångan hade kunnat börja värmas efter förångning beroende på hur förångaren är designad.
Det verkar rimligt att vatten alltid är mättat efter att ha passerat en kondensator.
Kondensor, menar du väl? En kondensator hör hemma inom elektronik.
Smaragdalena skrev:Det verkar rimligt att vatten alltid är mättat efter att ha passerat en kondensator.
Kondensor, menar du väl? En kondensator hör hemma inom elektronik.
Haha, ja. Jag tyckte att det lät fel men kunde inte sätta ord på varför :)
