superheated steam

14
The Steam and Condensate Loop 2.3.1 Block 2 Steam Engineering Principles and Heat Transfer Superheated Steam Module 2.3 Module 2.3 Superheated Steam SC-GCM-07 CM Issue 2 © Copyright 2005 Spirax-Sarco Limited

Upload: vanesitapons

Post on 03-Feb-2016

26 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

Vapor

TRANSCRIPT

Page 1: Superheated Steam

��������������� �������� �����

������� ����������������� ���������������������� ����������������� ��������

�����������������������

������

����������� �������� ���������������������������

Page 2: Superheated Steam

��������������� �������������

������� ����������������� ���������������������� ����������������� ��������

�������������� ����������������������������

��������

�������

�� �

������������

����������� � ������

����� ���� �� ���

η = � �

��������������������

η =�

��������������� ��������������

���������������

��������������������� ���������������������� �������������������������������� ������������ ������������������������������� ���������� �����

������������������������������� �������������������������� ������������������������������������������������������������ �����

� ������������������ �������������������������������������������� ����������������������������������������� ������ ����������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������� ������ ��������������� ������������������������������������������������������������������������� ������������

� �������� ���������� ���� � ���������� ���� ������ ���� ������������ ��������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������� ����� ������ ����� ��� ���� ����� ������ ��������� ����� ��� ���� ���������� ��� ����������� ������ ����� ����� ��� ����������� ����������������������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������ ����������������������������� ������������������������������������������������������������������� ������������������� ���������������� ���� ������� ������� ���������� ��� ���� � �������� ������ �������� ���� ��������� ������ ����! ����������������������������������������������������������������

"������������ ��������������������� �������������������������������� ����������������������

����������������������������������������������������������������������������������������������������#� ����$���������������������������������� ��������������������������������������������������� �������������������� �����

� ����%������������������������������������������������������������������������������������������ �������������������������������������������

���������� "����������� ����������� �����������������&'����� !()'�$������������������'�'*������+ ����������,�����-'.���������������� ������/��0*�1�$�

������������������������������ �������������������������������������������� �����������������������

��� � ��������������������������������2���#�� / ��� ������������������� +()'�$, / 310�'�4�� / ��� �������������������� +0*�1�$, / 0'&�1�4

Page 3: Superheated Steam

��������������� �������� �����

������� ����������������� ���������������������� ����������������� ��������

������������ ������

���������� �� �� �� ������

� �

� �

η

��� ���������������� �����������������2���#5� / 5������������������ 5 � / 0�1)*��6 !���+����� ��������������������,5�/ 5������������������� 5� / ��������������7�������������#

�����������������'�'*������+���, / 1�(-)��6 !������������������'�'*������+��, / -)1��6 !��

"����������������-'.������������������������������������&'.������� / +'�&���1�(-),����������������������������������-'.������ / +'�-���-)1,

5� / +'�&�����1�(-),��7��+'�-�����-)1,

5� / 1�-88�3��6 !��

�� / ��������������������������� �� / -)1��6 !���+����������������,

������������������!���"�������������������"��#�����"�����������$���!������������

� ������� ���������������������������������������������������� ����������������������������� ������������ ����������� ���������� ��������

� ������������������������ ������������ �������������

� ������� �������������������������������������������� ���������������������������� ������������ ����������� ���������� ����������������������������������������������������������������

����"�

� �����������������������9��� ����1�0�-�-�����1�0�-�1���������������������������������������������������������������������������������

� "����������������������������� ������������������������������������������������������������������������ ��������� ������������������������������:������ ������������������������������������������������

����������������� ���

����� ������������������������ �������� � ������������������������ ������������������������������������������������������5������������� ���������������������������������������� ��������� ��� ��������� ������������������� ������� ����� ��������� ������������ �������������������������������������������� ������

������������������������������������������ ������� ��������������������������������� �����

���������������������� ��������������� ��������������������� ���� �� ��������� !"

����� �#$ �$$ �#$ �$$ %$$ #$$�����& ���� ���� ���� ���� ���� ���� �����

����������� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ����������� ���� ���� ���� ���� ����� �� �� ���������� ���� ����� ��� � ��� � �� �� ����� ��� �

������������������������������

=�

���������������� �������������

η

Page 4: Superheated Steam

��������������� �������������

������� ����������������� ���������������������� ����������������� ��������

������ �� ! ��� ���� �!� ��

"�� ��������� �=

� ������������������� ������ �� ��

����������5���������������������� ������������������������ ��������(''�$������� �������-�'-0������+'�����,������������������������������������� ����;

�����������������������-�'-0����� / 1�*3*��6 !���+������������������������,

���������������-�'-0����������(''�$ / 0�138��6 !���+����� ��������������������,

9����� ���������� ����� / 0�138��6 !����<��1�*3*��6 !��

�������������"�������� % &' ( ) !

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �����

:��������������������� ������������������ �������������� ��������������������������������������� ����� ��� ���� ��� ����� ���������� �������� ��������� ��� ����� +-''�$,� ���� ���� ����������������� �����+(''�$,#

5������������������ �������������� �������������������� �������������� ���������� ������������������������������������ ������������ ���������������������������������������

������������1�'��6 !����$��������������������������������������� �������������� �������������� ����������� ������������������ �����

��������������������������� ������������ ������ �������������� �������������� ��������� �������������������������������������������������������������������� �������������� �������������������� ����������������������� ��������������������������������������

�� ��������������# 1�'��6 !����$����-1)�$�����-�'-0������+'�����,

0�)��6 !����$����(''�$�����-1'������

���"���������#"����*��"�#�������""����������!��"��#�����������!�����""�"+"����������������������������������������������� ��������������������������������� ���������������������������� ����������������������� ���������������5=���+5��������=�����������������,������� �������������� ���������������������������������������������� ��������������������������������������������� ������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������� ����� ������ �������� ������� �������� ������ ������������� �������������� ����������������������������� �����������������������������5=������������ ����������������������������������������� ���������������������������� ���������������������������������� �������������������������>���������������� �����������������������������������������������������������+����������� ����,�����������������

��������?���������������������� ����������������������������������� �����������������������������#

� ����������������������������������������� ����������������������������������������������������+������ �������� ������,�������������������������� ��������� ���������������������������������������� ������������������������������ ������������������� �������� �������

��������������������������������������� �����������������������������������?������������ ��������������������5����������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������

@���������������������������� ��������� ����������������������������� ��������������������������������� ������������������������������������ ������������������������� ����������������������������������������������������� ��������������

��������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������?���������������������������������������������������� ����������������������������������������

Page 5: Superheated Steam

��������������� �������� �����

������� ����������������� ���������������������� ����������������� ��������

���������� �

���������,��������� ���

��������������������������������������� ��������������������������������������� ������������������������������#� >����� ����������������������������������������������� ������ $��������� ������������������������������������������������������������������� ������ =����������������������������������������������������� ��������� %�?��������������������������

����� ������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������� � ������������������ ����������������������������� ����������������������������� ����������������������������������� ������������ ��������������������������������� ����������;����������������������A��B�������������������������������������������

��������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������9?������1�)�0�

2���#� / 5������������� �����������+2,@ / C��������������������������+�����������������������,�+2!���$," / 5���������������+��,�� / ��� ����������������������� �����������������������+�$,

9?������1�)�0������������������������������������ �����������������������������������������A@B��������������������������A"B�

:�������������� ����������������������������������������������5�������������������������������������A@B�������������������������D��������������������������������� �������������������������A@B���������� ����������������������������������� ������������������������������������������� ��������������������� ������������ ��� ������ A@B������� ���� ������������������������������ ���� ����������������������������������������������������� �������������������A@B������

�� �������� ��������������� ����������� ������������������ A@B������������������� �������)'��� -''�2!�� �$� ��� � �������� ��������� -�1''�2!�� �$� ��� �������� ������� ��� �� ��������:����1�0�1�

:�� ������ ��� ���� � ����������� ���� A@B� ������������ ��� ������������ ������ ��� �� ��� ������1'�2!�� �$����� ������������������-)'�2!�� �$������������������

����������������������������������-''�2!�� �$����� ������������������)''�2!�� �$�������������������������� ������������������������ ������������������������������������������������� �����������������������

���������������'������(�)�*������������������������������������ ����������+���

������������������

��������������������

�������������� ��

�������������

�������� �

������ �������������� ����

������ �������������� ��������������

Page 6: Superheated Steam

��������������� �������������

������� ����������������� ���������������������� ����������������� ��������

��������������,�����������������+�������� ������������������ �-������������������������������������*������(�)�*���������������������������������� �

"�������������� ��������� ������������������������������������������������������������ ������ ���� �������� ��� ������� ����� ��� ������������ ������ ���� ������� ������� ��� ����� ������������������������������������������������������������������������������������ �����������������������A:�����B������������������

������������ ����������������������������������������������������������������������?�����������9?������1�)�0����/�@�"��������������� ���������������������������������������� ��������������� �������������������������������

=�������������������������������������������������� ��������������������������������� ������� ��������������������������������� �������������������������������������������� ����������������� �����������������������������������������

$����������� ������������������������������������������������������������������������������������������������ �������������������������������������������������������������� ������������������ �������������������������������������

��� ���������������������������� ������������������ ������� ��������������������������������� �������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������� �����������������������������������������?������������� �������������������������������������������������������

���������������������������������������������������� ������������������������������������������� �������������������������������������������������������A@B����������������������������:����1�0�0�

������ ������������������ ��������������������������������� ���������������������������������-'�$����� ������

�������������������

�������������

������ �������������� ����

��������������������������!����������!� ��

��������������������� ���

�"������#�$�"�����%�� ���%�&�'�!��������������"���

�������������� �������(���������������!����� ���������� �

����������� �

���������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������� ����������������������������� ��������������������������������������������������������������� �������@����������������������������� ������������������������ ������������������� ��������� ������������������������������ �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������A@B����������������������������������������������������� ����������������

:��� �������� �� �������� ��� ���� ����� �������� ���� ������� ��� � �������� ������ ��� -. ��1�$����� ����������������+���������������,��������������������������������������� ���-'�$����� ���������������������������������� ��������������������-'�$����� ����������������������� ��������������� ���������� � ����������������������������������������������������� � ��������������������������������� �������������� ������ ����������������������������� ��������� ������

����������

Page 7: Superheated Steam

��������������� �������� �����

������� ����������������� ���������������������� ����������������� ��������

-�����!:�������������������� �������������� ����������������������������������������������������������E���� ��������?���������� ������������������������������������������������������������������������������� �������:������ ���������������������������5����������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������

F����������������������������������������������������������������������������������������� ���� ���� ������� ��� ����� ?��������� ��� ������� ����� ����� ��� ���� ����������� ������� ��������������������������������������������������������������������������������������� ����������������� ������������������������� ���������������������������������������������������������������

�����������.�/��!���*�*��#�����"���������#"����� �����������������0�����������-'�$����� ������+-)(�$,��������������������� ��������������������������������� �������������������������������������������1)'��2���������������������� ����� ����8'�$����-1'�$�+������� ���������������������������� ��� ����� +����,-''�$,��9������������������� �����������������?����

+"����������������� ����������������������������� �������������������� ������� �������������������������� �����������������������������������=�������������E�����1�)A5����������B������������������������������������������������ ���������������,�

:�����������������������������������������������������������0������+-((�$,�

����A@B�����������������������������������������������������������������������������)''�2!�� �$�

���� /������������������ �����+-((�$,�G�E���������������� ��+-''�$,/�((�$

@�����9?������1�)�0# � / @�"���

1)'�''' / )''�2!����$�����"�����((�$

" / 1)'�''')''�����((

" / --�(���

��������������������������������������������������������/�--�(���

�������������� ���������-'�$��"��������-.������������������ ��1�$����� ���������������������������� /�-'.

������1

/�).�����������������

5���������� /�--�(�����7�).

/�--�(��7��'�*

/�-1���

"����������������).��������������#

/�-1��7��).

/�-1�)(��7��'�*

/�-1�*���

Page 8: Superheated Steam

��������������� ������������

������� ����������������� ���������������������� ����������������� ��������

0���������������"�"��!"���������#"����"�������������� �������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������� ����������� �������������������

��������� ����������� ��� ����������������������� � ������������ ������������������������������������������������������������� ���������������������������5�����������������������������������������?�������� �������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ������������������������� ��������� ����������������������A���B��������������� ����������������������������������������������������

��������������������������� ����������� ��������������������������� ������������� ������������������������������������ ��������������C������� ����������������������������������� ������������ ����������������������������������� �������� ��������������������������� ��������� +����,� ��� ��� ������������5��� ���������� ������������������������������������ ���������� �������� ���������������������<��������������������� ��������������������

1��������"����#����!"�������""��������������������������������������������������������+������������������A� ������B,��� ������������������� ���������������������������������� �������������� ����������� ��������������������������� ��������������������������������������������� �������������������� �������������������������������� ��+� ���������������������������������������� ���������������������,�������� ����������� ������������5�������������� ���������������������������������������������������������������� ���������

��������������������������������������� ���� ��#� ���� ������������� ���������� ������������������ ���������� ���� ������� ������������������������

:��� ���������������0'������������������������������������� ���� ���������� ����� �������������������������������������������� ������������� �������������������� ������������

:�� � ��� ������ ������ 0'� ��� �� ��� ���� ��� �������� ������� ���� ��������� ������������ ��� ��������� ��� ��������� �� ����� ����� �� ������� ��� ���� ������ ��� ����� �� �:������ ������� �����������������*'���������������� ������ ������ ���� ���������-'�)� ��� �� ��� ����� ��� �������� �������"��� ����� ��� �� ����� �� ������ ������������������������������� ������� ������ ������ ��������������

9?������ ������������� ����� ���������������� ���������� ���������������������� �������������������:������ ������������������� ��������-'����������'�&)����������������������������������������'�-0)��������� �����������������������"������������� ������� ����� ������������������������������� ������� ������� �������������������������

����������23�����"��!���#����""��4��"����4�����������$��$�����������������������������+χ,����'�&)��������������*���������-�������������� �����������������

H�������������������������������������� ������������������

#��$�%�$��&'%( )���&������ � �������� ��

� � ���������� ��

)���&������ � �������� ��

� � ���������� ��

�������� *�'���'����'!������&�����+,�',���'-.

) *�'���'����'!������&���� � ��/��+�= χ

��

��

� �� -

� �������/��+�������0������- �=

��!�"�����"������"������#�$���� ��##������ ��

Page 9: Superheated Steam

��������������� �������� ����

������� ����������������� ���������������������� ����������������� ��������

���������%���������������������������'������������������

��)*�+)�,- �,(

.��������� ��(�"��"�

�/� ������������

���������������� ���������� � � �������� ��

� � ���������� ��

���������� � ���������������� � � � ��!��"� #

�������� � �������!��"���������$����%�# �

��

� ��

������������������ ������������ � ���������� ��

����������,.��������������#*���������$��$��������������������������������'�&8��������������-'��������������-������������� �����������������+������������:����1�0�(,�

H���������������������� ���������������������

"��������� ���������� ���+1�0�(,������� ������������� ����������������������+��,����-��������1�3'*�3��6!���

���������������������� ��������������������������������������������� ��+��,�����������������������-�������������������������������������-''.�������������������������������� ������

������������������/��1�3(-�3��<��1�3'*�3��/��0)��6 !����������������������������������� ������������������������������������� ��������-1'�$����-0*�$�

�������������� �������������������������������������� ���������������������������������E�����������

�01 �

���'����'!�����1���%�*��1�%�$2�����&���� �������/���������=

%���"������"�����&���'��!����&�'���()����*�$���� ����#�����+��

���������� ������ �������������������������

������������ ���������� ������������� ��������!" !�

��������!" !� ��#��������!" !�$���%���� �

��������!" !�

χ =

χ

χ

� ��

� ������������������ ����� ����������

�����?���������������������������������������������������� �����������������-������

"������������������ ������������������-����������������������������� ������������������������-������������������������������ ��������������������������� � �������������������������������

���������������������� ����������� ����������������������������������������������� �������������-������������������������������

Page 10: Superheated Steam

��������������� ��������������

������� ����������������� ���������������������� ����������������� ��������

:����1�0�)������������ ����������������������������������E����������������E�������������� ���������������������������� ���������������� ������� ������ ������ �������������������������������� ���������?������� ��������������������������������#

� $�������������� ��������+���������,�

� $������������ ��������+�������,�

� ���������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������"������ ������������������������������������������ ������������������� ����������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������� ������

� $�������� ��������������������������

� $����������� ������������������� ������������

� $�����������������������+χ,������������������������

"� �������� ��������������� ������������������������������������������������������������ � ������� ����������� � ����������� ���� ��������������� ������������������� ������ ����� ������������������������������������ ������ �����������������������������

"� ���������������� �������������� ����������� ��������������������������������������� � ������������������ ������������������������������������������������������������������ ����� ������������������������������������ ������ �����������������������������

F���������� ����������������������������� ����������������������������������������������������������������

������������ �������������:����1�0�*��������������������������������������������������������� ��������� ����� ������ �� �������� � ����������� ��� ���� ���������5������� ����� ������������������������������� ��������������������� ��������������� ��������������������

���������������

����E���������������� ������������ ������������� ������������������������ ����������� ��+��,�

�����

�����

�����

�����

�����

�����

�����

�����

�����

�����

�����

�� � �� � �� � ��

���� �� ���� �� ���� �� �� �� ��� �� ��� �� � �� �� ��

�� ��

�� ��

��� ��

��� ��

���� ��

���� ��

���������

�������

���������

���������

���������

���������

�������������

�������������

�������������

���������������

���

��� �!� ��������%�2,-�,(3

��� �!� ������%�2,- �,(�43

���������#��������'�.������'����/�������������������

Page 11: Superheated Steam

��������������� �������� ������

������� ����������������� ���������������������� ����������������� ��������

�����

�����

�����

�����

�����

�����

�����

�����

�����

�����

�����

�� � �� � �� � ��

���� �� ���� �� ���� �� �� �� ��� �� ��� �� � �� �� ��

�� ��

�� ��

��� ��

��� ��

���� ��

���� ��

���������

�������

���������

���������

���������

���������

�������������

�������������

�������������

���

���������������

��� �!� ��������%�2,-�,(3

��� �!� ������%�2,- �,(�43���������0��������'�.������'����/������������������� �.���� ���

����������������������� ������� � ��� � �� � � �������� ��

��� � � ��� ���� �� � �

!�����"����#����������$�������%������� � � ��%����� �� � �

� � � &��� ��� �� � �

��� � � &�%����� �� � �

��

����������&5�������"�������������"�����"�����!��4�� $������� ���� �������� ���������� �������������� ������� ���������� ���� ����� ���)'������������� ��������0''�$���������������� ��������'�'(������

"������ ����������� �������� ���������������� ������������������������������������������������������������ ��������������������������������������������������������'�'(�������������� ����������+����:����1�0�3,�

"��������������������������������� ������ ����������*�1)��6 !���$��������������������������������������������������'�'(�������������������������������������������������������������������"������ ���������� ������������� �����-�8&'��6 !������������������������������'�31�+����:����1�0�3,�

������������������������������������������������������� ���������������������

5������%

5����%

.����������.� .�

�� ��

5������% .����������

.�

.�

1�����������������������������"

1���������������������������������������*��*�"

���������2����� �����������������������������

5����%

��

��

Page 12: Superheated Steam

��������������� ��������������

������� ����������������� ���������������������� ����������������� ��������

����������������� ���������������������������������������������E�������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������

� ������ � ������ � � &

� ��'�������� ��(������ � � ������ � � &

������ � � &��)����'��� � � &����������� �

��(�� � � &

������ � ������� �

������'��������� ���� �

��*

=� ��

� � ��

� ��

����������������� � ����� !

c

c

c

c

c

�� ��'++� �

������������ �����������'++����������

��

�"����������� ����� � ��#$��� ��

������ ���� ���� �� ��� ��� �������� ������ ��� '�'(� ��� �� +8�(30� � 6 !���$,� ��� ������ ����� ������� ���������� �����������������)'����� !0''�$�+*�1-1�� 6 !���$,����� ����������������������������������������������������������������������������������������� ��

"���������� �����������������������������������������#

Page 13: Superheated Steam

��������������� �������� ������

������� ����������������� ���������������������� ����������������� ��������

���������

� �������#4���"�������#"���������"������""���6"���������#"�����

�I $���������������������� �

�I 5����������������� �������� ������ �

�I 5������������� ������������ �

�I $����������������������� ���� �

� 7�����"�01�����������"�����"���������#"�����

�I ���������������������� ���� �

�I ������������������������� � �� �

�I ������������������������������� ���� �

�I ������������ ������������������� �

�� .���������#"����������""�����&*��!�

�I 5����������� �������������� ��������������� �

�I 5�����������������������'�&& �

�I E������������������������������������ �

�I 5�������� ����������������-*)�$ �

2� 3�"����4����#����""����������'�89�"��#���#����9*��!��*��!�"��!����""�����#����!$��$�6�������������#���������"�

�I "���� ��������-3'�)�$�������������������������'�&3 �

�I "���� ��������-*(�$�������������������������- �

�I "���� ��������-00�3�$�������������������������'�&& �

�I "���� ��������-(&�&�$�������������������������'�&8 �

,� 3�"���������#"������,'����#2*����"��#���#��*������"������!���64����"��"����������������+

�I -1'�$ �

�I -31�$ �

�I 1(3�$ �

�I 1)'�$ �

&� .������9*��!��#��2,���

�I 5���������������������������������������� ���� �

�I ���� �����������1)(�$ �

�I 5������ ������������� �����1�&)-��6 !�� �

�I 5������ ����������� �����3�'('��6 !���4 �

���������������������������� ��� �������

Page 14: Superheated Steam

��������������� ��������������

������� ����������������� ���������������������� ����������������� ��������