Höyryn perusteet: Tulistettu höyry
Tulistettu höyry sopii täydellisesti esimerkiksi kuivaukseen, puhdistukseen tai kovetukseen. Tutustu sen etuihin jo tänään ja ryhdy höyryasiantuntijaksi.
Tulistettu höyry on yksi höyrytyyppi, kuten kyllästetty tai kyllästämätön höyry. Tämän tyyppistä höyryä saadaan kuumentamalla sitä kiehumispisteen yli. Tämän seurauksena höyryn lämpötila on korkeampi (ja tiheys pienempi). Tätä tyyppiä käytetään pääasiassa energiantuotannossa ja höyryturbiineissa.
Kyllästetty höyry ei ole käytännössä koskaan täysin kuivaa. Se sisältää yleensä 3–5 % kosteutta. Tämä voi pienentää lämmönsiirtotehokkuutta ja aiheuttaa jopa putken syöpymistä. Tulistetussa höyryssä kosteutta ei kuitenkaan ole. Siksi se sopii täydellisesti esimerkiksi kuivaukseen, puhdistukseen tai kovetukseen.
Mitä eroa on tulistetulla ja kyllästetyllä höyryllä?
Kun kyllästetty höyry kuumennetaan kiehumispisteen yli, saadaan tulistettua höyryä. Tämän prosessin aikana höyry erotetaan jäljelle jääneistä vesipisaroista. Siksi tulistetun ja kyllästetyn höyryn välillä on joitakin eroja.
Paineen ja lämpötilan suhde
Kyllästetystä höyrystä poiketen tulistetulla höyryllä ei ole suoraa suhdetta paineen ja lämpötilan välillä. Tämä tarkoittaa, että tulistettua höyryä voi esiintyä monissa eri lämpötiloissa. Tyypillisesti se määritetään paineella ja tulistusasteella (= kyllästetyn höyryn lämpötilan yläpuolella oleva aste).
Lämpötilan laskeminen
Kyllästettyyn höyryyn verrattuna tulistetulla höyryllä on myös pienempi tiheys. Kyllästetyn höyryn lämpötilan laskeminen palauttaa höyryn takaisin nestemäiseen tilaan vesipisaroineen. Näin ei kuitenkaan käy tulistetun höyryn kohdalla.
Käyttö eri sovelluksissa
Käyttötarkoituksesta riippuen voit tarvita erilaista höyrytyyppiä. Tässä taulukossa on lyhyt yleiskuvaus kuhunkin käyttösovellukseen sopivasta höyrytyypistä. Pieniä vivahteita kuitenkin esiintyy! Lisätietoja on tässä artikkelissa.
Käyttö |
Kyllästetty höyry |
Tulistettu höyry |
Lämmitys |
V |
|
Sterilointi |
V |
X |
Kuivaus |
|
V |
Kuorinta |
|
V |
Puhdistus |
X |
V |
Sanitointi |
|
V |
Katalysointi (höyryn uudelleenmuodostus) |
|
V |
Miten tulistettua höyryä syntyy?
Saat tulistettua höyryä, kun kyllästetty höyry virtaa höyrykattilan rummusta toissijaiseen lämmitysalueeseen, jota kutsutaan superlämmittimeksi. Se on toissijainen lämmityselementti, joka muuttaa kyllästetyn höyryn tulistetuksi höyryksi. Tulistettu höyry ja vesi eivät voi esiintyä yhdessä, koska lämpö haihduttaa veden. Siksi tulistettu höyry on muodostettava päähöyrykattilan rummun ulkopuolella.
Tulistettu höyry muodostuu useissa vaiheissa
Tulistetun höyryn hyödyt ja haitat
Mainitsimme jo, että tulistetussa höyryssä ei ole kosteutta. Tämä on tärkeää muutamasta syystä:
- Kosteuden puute lisää höyrykattilan tehokkuutta.
- Se pienentää korroosion tai nesteiskun esiintymisen riskiä.
Lisäksi tulistetulla höyryllä on muita etuja:
- Korkea lämpötila normaalilla paineella
- Putkisto voi olla yksinkertainen, sillä voit saavuttaa korkean lämpötilan ilman korkeaa painetta. Korkea lämpötila voidaan saavuttaa painesäiliön tai höyrykattilan teknisistä ominaisuuksista riippumatta.
- Erittäin hyvä lämmönjohtavuus
- Tulistettu höyry johtaa lämpöä erittäin tehokkaasti kuumaan ilmaan verrattuna. Syynä tähän on suuri lämpökapasiteetti yksikkötilavuutta kohti.
- Alhaiset happiolosuhteet
- Tulistettu höyry on kaasu, jonka happipitoisuus on alhainen. Se estää lämmitettyjen kohteiden hapettumisen ja vähentää tulipalojen ja räjähdysten vaaraa.
Mitä on korroosio höyryn tuottamisessa?
Kun höyrykattilan rummusta haihtuu höyryä, jäljelle jää jonkin verran epäpuhtauksia. Kun höyry on kosteaa, vesipisarat liuottavat nämä epäpuhtaudet niihin. Tämän seurauksena höyryverkkoon ja laitteisiin pääsee epäpuhtauksia. Lauhde voi aiheuttaa vaurioita eroosion tai hiilikorroosion vuoksi.
Mitä on nesteisku?
Nesteisku on ilmiö, jossa liikkeessä oleva neste aiheuttaa painepiikin tai -aallon. Sitä kutsutaan myös hydrauliseksi iskuksi. Höyryn tapauksessa se on suurella nopeudella kulkeva lauhdemöykky, joka osuu putkistoon. Se voi aiheuttaa erilaisia ongelmia melusta ja tärinästä putken rikkoutumiseen tai romahtamiseen. Voit välttää tai vähentää näitä vaikutuksia käyttämällä oikeaa höyryä eri käyttötarkoituksiin tai käyttämällä esimerkiksi puhallusventtiilejä.
Tulistetulla höyryllä on myös haittapuolia, jos haluat käyttää sitä lämmitykseen:
- Pieni lämmönsiirtokerroin
- Tämä heikentää tuottavuutta ja lisää tarvittavaa lämmönsiirtopinta-alaa.
- Vaihtuva höyryn lämpötila jopa vakiopaineessa
- Tulistetun höyryn on ylläpidettävä suurta nopeutta. Jos näin ei tapahdu, lämpötila laskee, kun lämpö häviää.
- Lämmönsiirtoon käytetty tuntuva lämpö
- Kun lämpötila laskee, sillä voi olla negatiivinen vaikutus tuotteen laatuun.
- Lämpötilat voivat olla erittäin korkeita
- Erikoisputkia ei tarvita, sillä tulistettu höyry toimii normaalilla paineella. Mutta koska lämpötila voi nousta erittäin korkeaksi, saatat tarvita vahvempia materiaaleja. Tämä edellyttää, että laitteiden alkukustannukset ovat suurempia.
Mikä on lämmönsiirtokerroin?
Käytämme lämmönsiirtokerrointa lämmön siirtymisen laskemiseen. Aiemmin kirjoitimme: "Suuri lämmönsiirtokerroin vaatii pienen lämpöpinnan. Tämä pienentää laitteiston alkukustannuksia." Koska vettä on haihtunut enemmän kyllästetyssä höyryssä, höyry on myös absorboinut enemmän sidottua lämpöä. Näin samassa massassa on enemmän lämpöä. Se pystyy siis myös tekemään enemmän työtä.
Yhteenveto
- Tulistettu höyry on höyryä, joka kuumennetaan kiehumispisteen yli.
- Tulistetun höyryn lämpötila on korkeampi ja tiheys pienempi.
- Sitä käytetään pääasiassa energiantuotannossa ja höyryturbiineissa. Siksi se sopii täydellisesti esimerkiksi kuivaukseen, puhdistukseen tai kovetukseen. Sitä ei kuitenkaan voi käyttää sterilointiin.
- Tulistettu höyry ei sisällä kosteutta. Tämä tekee siitä hyvän ratkaisun prosesseihin, joissa ei saa olla kosteutta. Lisäksi se pienentää korroosion ja nesteiskun riskiä.
- Paineen ja lämpötilan välillä ei ole suoraa suhdetta. Toisin kuin kyllästetty höyry, tulistettu höyry voi esiintyä monissa eri lämpötiloissa.
- Tulistusaste on kyllästetyn höyryn lämpötilan yläpuolella oleva aste.
- Tulistetun höyryn lämpötilan laskeminen ei aiheuta palautumista nestemäiseen tilaan, kuten kyllästetyn höyryn tapauksessa.
Tulistetun höyryn 3 tärkeintä etua:
- Korkeat lämpötilat normaalissa paineessa: voit käyttää yksinkertaista putkistoa.
- Lämmönjohtavuus on erittäin korkea kuumaan ilmaan verrattuna suuren yksikkötilavuuskohtaisen kapasiteetin ansiosta.
- Alhaiset happiolosuhteet: hapettumisen estäminen ja vähäisempi tulipalojen ja räjähdysten vaara
