Grunnleggende om damp: mettet tørr kontra umettet våt damp
Lær om forskjellen mellom mettet tørr damp og umettet våt damp. Hva er fordelene, og hvor bruker du den?
Mettet, umettet, tørr, våt, flash, superkritisk og overhetet damp … Det er mye der ute som indikerer at ikke all damp er likedan. Så definerer bruksområdet hvilken type damp du trenger?
Egenskapene avhenger av volum, trykk og temperatur. Dette betyr at det er bruksområdet som definerer hvilken type damp du trenger.
La oss ta en titt på de ulike typene damp som finnes, og deres fordeler og ulemper.
Mettet eller tørr damp
Mettet eller tørr damp er den typen damp vi får hvis alle vannmolekylene blir værende i gassform. Ta en hurtigkoker, for eksempel, som visler når den er klar. Damp slipper ikke ut fritt fordi trykket styres av den tiltenkte bruken. Noen ganger ser du tåke som kommer ut av hurtigkokeren: Dette er tørr damp.
Tørr damp mister noe av energien når den slippes ut i den kaldere atmosfæren. Den overfører denne energien til omgivelsesluften, noe som gjør at den kondenserer og viser seg som tåke. Med andre ord: Du produserer tørr damp ved å varme opp vann i et lukket kammer.
Damptemperaturen er nær kokepunktet ved dette trykket.
Umettet eller våt damp
Vi får umettet eller våt damp når dampen trekker inn bittesmå dråper vann ved oppvarming. Når en dampkjele varmer opp vann, bryter bobler gjennom overflaten. Så, når damp begynner å dannes, inneholder den væske. Det er denne væsken som gjør dampen delvis våt med mindre man bruker en supervarmer. Selv de beste dampkjelene kan frigjøre damp som inneholder 3–5 % fuktighet.
Hvordan trykk og temperatur påvirker vann og damp
Generelt har damp et direkte forhold til trykk og temperatur.
- Jo høyere trykk i kjelen, desto mer energi må vi bruke for å generere damp.
- Med økt trykk vil damp bli dannet ved høyere temperaturer. Denne dampen med høyere temperatur inneholder mer energi per kg.
- Overhetet damp er et unntak fra denne regelen.
Denne grafen viser hva vanntilstanden (væske eller gass) vil være ved en gitt temperatur og et gitt trykk. Ved 1 bar (normalt atmosfærisk trykk) vil vannet fryse ved 0 °C (32 °F) og koke ved 100 °C (212 °F). Ved 2 bar vil frysepunktet være lavere og kokepunktet høyere.
Tabell over overhetet damp som veiledning
Damptabeller er meget viktige verktøy for alle som arbeider med damp. Du kan sammenligne dens betydning med en rutetabell for å ta toget, eller kartet på en GPS når du kjører på et nytt sted. Vi bruker vanligvis en damptabell for å fastsette temperaturen ved et bestemt trykk, eller motsatt.
Det som gjør dette til et verdifullt verktøy, er at det også inkluderer en bestemt entalpi og et bestemt volum. Entalpi er mengden energi som finnes i 1 kg. Du beregner dampens entalpi ved å ta summen av entalpi for de ulike tilstandene (væske og gass).
Denne damptabellen viser forholdet mellom trykk og temperatur for å gå fra vann til overhetet damp
Damptørrhetsgrad
Som nevnt ovenfor er det nesten umulig for dampkjeler å produsere 100 % tørr damp. Vi måler det faktiske dampnivået i tørrhetsgraden.
Hvis damp inneholder 5 % vann, sier man at den er 95 % tørr og har en tørrhetsgrad på 0,95.
Tørrhetsgraden har en direkte innvirkning på den totale mengden overførbar energi. Det påvirker på sin side oppvarmingskvaliteten og effektiviteten.
Husker du forskjellen på latent og følbar varme? 100 % tørr damp inneholder også 100 % av den latente varmen som er tilgjengelig (ved det bestemte trykket). Mettet vann med 0 % tørrhet vil kun inneholde følbar varme.
I tilfelle du ikke er sikker på forskjellen mellom de to lenger, kan du lese deg opp på den i denne artikkelen.
Visste du at du kan varme opp damp forbi kokepunktet for å få overhetet damp?
I motsetning til mettet damp har ikke overopphetet damp en direkte forbindelse mellom temperatur og trykk. Det betyr at den kan eksistere ved et bredt spekter av temperaturer. Vi foretrekker mettet damp til oppvarming og overhetet damp til kraftproduksjon eller turbiner.
Det virker usannsynlig, men visste du at damptørrhet kan være på mer enn 100 %? Da snakker vi om overhetet damp. Vi foretrekker mettet tørr damp til oppvarming. Mens overhetet damp er førstevalget for kraftproduksjon eller i turbiner.
Mettet (tørr) damp utgjør en utmerket varmekilde av følgende grunner:
- På grunn av rask og jevn oppvarming vil produktkvaliteten og produktiviteten forbedres.
- Fordi trykket kontrollerer temperaturen, kan vi raskt og nøyaktig oppnå en bestemt temperatur.
- Fordi det er en høy varmeoverføringskoeffisient, kreves en mindre varmeoverflate. Dette betyr at du kan redusere det opprinnelige utstyrsutlegget.
- Fordi damp kommer fra vann, er den trygg, ren og rimelig.
Nå vet vi imidlertid at damp ikke er 100 % tørr. Varmetap ved stråling fører til at noe av dampen kondenserer, noe som gjør den våte dampen enda våtere og fører til at det dannes kondensat. Hvis den ikke håndteres korrekt og med riktig riktig utstyr (og tilbehør), kan det ha skadelige effekter:
- Det kan påvirke varmeoverføringseffektiviteten.
- Det kan forårsake korrosjon av rør og kritisk utstyr.
Hva er varmeoverføringskoeffisienten?
Vi bruker varmeoverføringskoeffisienten til å beregne hvor godt varmen overføres. Tidligere skrev vi: «En høy varmeoverføringskoeffisient krever en liten varmeflate. Dette fører til mindre førstegangsinvestering i utstyr.» Fordi mer vann har fordampet som mettet damp, har dampen også absorbert mer latent varme. Som et resultat inneholder den samme massen mer varme. Og det betyr at den kan gjøre mer arbeid.
Hva er forskjellen mellom mettet (tørr) damp og umettet (våt) damp?
Tørr eller mettet damp inneholder ingen vanndråper, og du produserer den ved å varme opp vann i et lukket kammer. Våt eller umettet damp inneholder vanndråper. Mettet (tørr) damp er en utmerket kilde til oppvarming. Umettet (vått) damp kan føre til korrosjon eller redusere varmeoverføringseffektiviteten hvis den ikke håndteres riktig.
Hva er tørrhetsgraden?
Det er måleparameteren vi bruker for å definere hvor tørr damp faktisk er. Det har en innvirkning på dampens oppvarmingsegenskaper.
