Differenza chiave - Caldaia subcritica vs supercritica
Le caldaie sono vasi chiusi in cui un fluido viene riscaldato, il più delle volte è acqua. Anche se il nome è una caldaia, il fluido non bolle necessariamente in questo. Il fluido riscaldato viene utilizzato in varie applicazioni tra cui riscaldamento dell'acqua, riscaldamento centralizzato, cucina, ecc. Le caldaie subcritiche e supercritiche sono tali sistemi di generazione di vapore. Il differenza fondamentale tra una caldaia subcritica e supercritica è che le caldaie subcritiche funzionano a una pressione subcritica del fluido mentre le caldaie supercritiche funzionano a una pressione supercritica del fluido.
CONTENUTI
1. Panoramica e differenza chiave
2. Qual è il punto critico
3. Che cos'è la caldaia subcritica
4. Che cos'è la caldaia supercritica
5. Somiglianze tra caldaia subcritica e supercritica
6. Confronto affiancato - Caldaia subcritica vs supercritica in forma tabulare
7. Riepilogo
Qual è il punto critico?
Il punto critico di una sostanza è la temperatura e la pressione alla quale quella sostanza può comportarsi come un gas e un liquido allo stesso tempo, quindi si verificano fasi gassose e liquide indistinguibili. Questo perché la densità della fase gassosa e della fase liquida è uguale a questo punto. Una sostanza che esiste a temperatura e pressione, al di sopra del suo punto critico, è nota come fluido supercritico. Una sostanza che esce al di sotto del suo punto critico è nota come fluido subcritico. In una curva di equilibrio di fase, il punto critico è il punto finale della curva.
Figura 01: diagramma di fase che mostra il punto critico dell'acqua
Il termine supercritico nelle caldaie supercritiche si riferisce alle pressioni al di sopra del punto critico dell'acqua che la caldaia è in funzione. Il punto critico dell'acqua è alla temperatura di 647 K e alla pressione di 221 bar (22,1 MPa). Le pressioni inferiori a 221 bar sono note come "pressione subcritica" e superiori a 221 bar sono "pressione supercritica" dell'acqua.
Cos'è una caldaia subcritica?
Le caldaie subcritiche sono caldaie che funzionano a temperature fino a 374 ° C e ad una pressione di 3.208 psi (il punto critico dell'acqua). Queste caldaie compongono un sistema con punto finale di evaporazione costante. Un tipico esempio di caldaia subcritica è il generatore di vapore a tamburo.
All'interno della caldaia la circolazione naturale del fluido è generata riscaldando le colonne montanti. La miscela di acqua e vapore che lascia questo montante viene quindi separata in acqua e vapore nel tamburo. L'acqua viene fatta circolare, l'acqua ritorna all'ingresso dell'evaporatore attraverso gli angoli inferiori mentre il vapore fluisce nella camera del surriscaldatore.
Figura 02: una centrale termica
Se si lascia che il fluido subisca una circolazione naturale, il campo di applicazione è limitato a circa 190 bar come pressione massima del tamburo. Ma se la circolazione viene eseguita utilizzando una pompa di circolazione, (nota come circolazione forzata), questo intervallo può essere esteso. Questa estensione avviene a causa del fissaggio del punto finale di evaporazione nel fusto. Inoltre, imposta le dimensioni della superficie riscaldante nell'evaporatore e nel surriscaldatore. Uno dei principali inconvenienti della caldaia subcritica è che, in queste caldaie, può verificarsi la formazione di bolle.
Cos'è una caldaia supercritica?
La caldaia supercritica (generatore di vapore supercritico) è un tipo di caldaia che funziona in condizioni di pressione supercritica. Questo tipo di caldaie viene spesso utilizzato per generare elettricità. A differenza delle caldaie subcritiche, non si formano bolle nelle caldaie supercritiche e l'acqua liquida si trasforma immediatamente in vapore.
La caldaia supercritica funziona a temperature intorno a 538–565 ° C e pressioni superiori a 3.200 psi. Una caldaia supercritica ha un sistema con endpoint di evaporazione variabile. Queste caldaie sono senza tamburo. Quindi, l'evaporazione avviene in un unico passaggio attraverso l'evaporatore. Il flusso del fluido, la maggior parte delle volte; acqua, è indotta dalla pompa di alimentazione. Ciò consente al sistema di funzionare a qualsiasi pressione desiderata, consentendogli di far funzionare il sistema in condizioni subcritiche o supercritiche. Di conseguenza, l'endpoint di evaporazione varia. Inoltre, per mantenere queste condizioni, le zone dell'evaporatore e del surriscaldatore si regolano automaticamente in base alle esigenze.
Figura 03: una caldaia a tubi d'acqua
Questa caldaia è denominata caldaia supercritica perché funziona al di sopra della pressione critica dell'acqua che è di 221 bar. Poiché al di sopra del punto critico, non c'è distinzione tra vapore e acqua, l'acqua funge da fluido.
Oltre il punto critico dell'acqua, il calore latente di vaporizzazione è zero, e quindi non c'è una distinzione considerevole tra la fase liquida e la fase vapore dell'acqua. uno dei principali vantaggi delle caldaie supercritiche è il minor consumo di carburante. Ciò causa una minore produzione di gas serra. inoltre, a causa dell'assenza di formazione di bolle, si può osservare un minor consumo di acqua.
Quali sono le somiglianze tra caldaia subcritica e supercritica?
- Il meccanismo / ciclo operativo di base della caldaia subcritica e supercritica è lo stesso.
- Ad eccezione degli evaporatori senza fusto nelle caldaie supercritiche, anche le altre caratteristiche costruttive sono le stesse.
- Le tecniche della caldaia sia subcritica che supercritica utilizzano apparecchiature e strategie simili durante il funzionamento. cioè preriscaldatore d'aria, economizzatore, turbine, condensatori, pompe di alimentazione della caldaia, ecc.
Qual è la differenza tra caldaia subcritica e supercritica?
Articolo diff. Al centro prima della tabella
Caldaia subcritica vs supercritica |
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| Le caldaie subcritiche sono caldaie che funzionano a temperature fino a 374 ° C e ad una pressione di 3.208 psi (il punto critico dell'acqua). | La caldaia supercritica (generatore di vapore supercritico) è un tipo di caldaia che funziona in condizioni di pressione supercritica. |
| Temperatura | |
| Le caldaie subcritiche funzionano a temperature fino a 374 ° C. | Le caldaie supercritiche funzionano a temperature intorno ai 538–565 ° C. |
| Pressione | |
| Le caldaie subcritiche funzionano a una pressione di 3.208 psi. | Le caldaie supercritiche funzionano a una pressione superiore a 3.200 psi. |
| Tamburi | |
| Le caldaie subcritiche sono composte da fusti. | Le caldaie supercritiche sono senza fusto. |
| Formazione di bolle | |
| La formazione di bolle è un grave inconveniente nelle caldaie subcritiche. | Non sono presenti caldaie supercritiche con formazione di bolle. |
Riepilogo - Caldaia subcritica vs supercritica
Le caldaie subcritiche e supercritiche sono due forme di generatori di vapore utilizzati per la generazione di elettricità. Questi sono classificati come tali, in base alle loro condizioni operative. La differenza tra una caldaia subcritica e supercritica è che le caldaie subcritiche funzionano a una pressione subcritica del fluido mentre le caldaie supercritiche funzionano a una pressione supercritica del fluido.
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