Noţiuni de bază despre abur: Aburul supraîncălzit
Aburul supraîncălzit este soluţia perfectă pentru aplicaţii precum uscarea, curăţarea sau conservarea. Aflaţi care sunt beneficiile sale astăzi şi deveniţi expert în domeniul aburilor.
Aburul supraîncălzit este un alt tip de abur, ca aburul saturat sau nesaturat. Obţineţi acest tip de abur dacă îl încălziţi dincolo de punctul de fierbere. Ca rezultat, temperatura aburului este mai mare (densitatea mai mică). Acest tip este utilizat în principal pentru generarea de energie şi în turbinele cu abur.
În practică, aburul saturat nu este niciodată 100% uscat. Acesta conţine de obicei 3% - 5% umiditate, ceea ce constituie un risc de eficienţă mai mică a transferului de căldură sau chiar de coroziune a ţevilor. Dar aburul supraîncălzit nu are umiditate, aşa că este alegerea perfectă pentru aplicaţii precum uscarea, curăţarea sau conservarea.
Aburul supraîncălzit faţă de cel saturat: Care este diferenţa?
Când încălziţi aburul saturat dincolo de punctul de fierbere, obţineţi abur supraîncălzit. În timpul acestui proces, separaţi vaporii de abur de picăturile de apă rămase. Deci, există câteva diferenţe între aburul supraîncălzit şi cel saturat.
Relaţia presiune-temperatură
Spre deosebire de aburul saturat, aburul supraîncălzit nu are o relaţie directă între presiune şi temperatură. Aceasta înseamnă că aburul supraîncălzit poate exista la o gamă largă de temperaturi. De obicei, este caracterizat de presiune şi un grad de supraîncălzire (= gradul de deasupra temperaturii aburului saturat).
Scăderea temperaturii
În comparaţie cu aburul saturat, aburul supraîncălzit are şi o densitate mai mică. Scăderea temperaturii aburului saturat îl va readuce la starea sa lichidă, care include picături de apă. Nu este cazul şi pentru aburul supraîncălzit.
Utilizarea în aplicaţii
În funcţie de aplicaţie, veţi avea nevoie de alt tip de abur. Acest tabel vă oferă o prezentare generală rapidă a tipului de abur preferat pentru fiecare aplicaţie. Desigur, există unele nuanţe! Veţi citi mai multe despre ele în acest articol.
Aplicaţie |
Aburul saturat |
Aburul supraîncălzit |
Încălzire |
V |
|
Sterilizare |
V |
X |
Uscare |
|
V |
Decojire |
|
V |
Curăţare |
X |
V |
Dezinfectare |
|
V |
Catalizare (reformare cu abur) |
|
V |
Cum creaţi abur supraîncălzit?
Obţineţi abur supraîncălzit când aburul saturat curge din tamburul boilerului într-o zonă secundară de încălzire, numită supraîncălzitor. Încălzirea secundară transformă aburul saturat în abur supraîncălzit. Aburul şi apa supraîncălzite nu pot coexista, pur şi simplu deoarece căldura va face apa să se evapore. Prin urmare, aburul supraîncălzit trebuie creat în afara tamburului principal al boilerului.
Aburul supraîncălzit este creat în mai multe faze
Avantajele şi dezavantajele aburului supraîncălzit
Am menţionat deja că există o lipsă de umiditate în aburul supraîncălzit. Acest lucru este important din câteva motive:
- Lipsa de umezeală creşte eficienţa boilerului.
- Reduce şansele de coroziune sau de apariţie a şocului hidraulic.
În afară de acestea, aburul supraîncălzit are şi alte beneficii:
- Temperatura ridicată la o presiune normală
- Deoarece puteţi atinge temperaturi ridicate fără a aplica presiune ridicată, tubulatura poate fi simplă. Temperaturi ridicate pot fi atinse indiferent de specificaţiile vasului sub presiune sau ale boilerului.
- Conductivitatea termică extrem de ridicată
- Aburul supraîncălzit oferă o conductivitate termică extrem de ridicată în comparaţie cu aerul fierbinte, deoarece are o capacitate termică ridicată per unitate de volum.
- Condiţii de oxigen reduse
- Aburul supraîncălzit este un gaz cu niveluri scăzute de oxigen, care previne oxidarea elementelor încălzite şi reduce posibilitatea incendiilor sau exploziilor.
Ce este coroziunea dată de generarea de abur?
Când aburul se evaporă din tamburul boilerului, acesta lasă în urmă impurităţi. Când aburul este umed, picăturile de apă au aceste impurităţi dizolvate. Ca urmare, impurităţile se transportă în reţeaua de abur şi echipament, iar condensul poate cauza daune legate de eroziune sau de coroziunea carbonică.
Ce este şocul hidraulic?
Şocul hidraulic este fenomenul care apare când fluidul în mişcare provoacă o creştere sau o undă de presiune. Este cunoscut şi sub numele de „ciocan de apă”. În cazul aburului, este o cantitate de condens care se deplasează cu viteză mare şi loveşte tubulatura. Aceasta poate cauza diferite probleme, de la zgomot şi vibraţii la ruperea sau prăbuşirea ţevilor. Există mijloace de a evita sau de a reduce aceste efecte, cum ar fi utilizarea aburului potrivit pentru fiecare aplicaţie sau utilizarea supapelor de evacuare, printre altele.
Există, de asemenea, unele dezavantaje ale aburului supraîncălzit, mai ales dacă doriţi să-l utilizaţi pentru încălzire:
- Coeficientul de transfer termic redus
- Acesta are ca rezultat o productivitate redusă şi o suprafaţă mai mare de transfer termic necesară.
- Temperatura variabilă a aburului, chiar şi la o presiune constantă
- Aburul supraîncălzit trebuie să menţină o viteză ridicată. În caz contrar, temperaturile vor scădea pe măsură ce se pierde căldura.
- Căldura sensibilă utilizată pentru transferul căldurii
- Aceasta înseamnă că, atunci când temperatura scade, poate avea un impact negativ asupra calităţii produsului.
- Temperaturile pot fi extrem de ridicate
- Nu aveţi nevoie de conducte speciale, deoarece aburul supraîncălzit funcţionează la presiune normală. Însă, deoarece temperaturile pot deveni extrem de ridicate, este posibil să aveţi nevoie de materiale de construcţie mai puternice, lucru care necesită cheltuieli iniţiale mai mari cu echipamentul.
Ce este coeficientul de transfer termic?
Folosim coeficientul de transfer termic pentru a calcula cât de bine se transferă căldura. Mai devreme am scris: „un coeficient ridicat de transfer termic necesită o suprafaţă mică de încălzire, care duce la reducerea cheltuielilor iniţiale cu echipamentul”. Deoarece mai multă apă s-a evaporat în aburul saturat, acesta a absorbit şi mai multă căldură latentă. Astfel, aceeaşi masă conţine mai multă căldură şi are capacitatea de a face mai mult.
Concluzie
- Aburul supraîncălzit este abur încălzit dincolo de punctul de fierbere.
- Aburul supraîncălzit are o temperatură mai mare şi o densitate mai mică.
- Este utilizat în principal pentru generarea de energie electrică şi în turbinele cu abur, lucru care îl face perfect pentru aplicaţii precum uscarea, curăţarea sau conservarea. Cu toate acestea, el nu poate fi utilizat pentru sterilizare.
- Aburul supraîncălzit nu conţine umezeală. Acest lucru îl face o bună soluţie pentru procesele care nu permit umiditatea şi reduce şansele de coroziune sau de şoc hidraulic.
- Nu există o relaţie directă între presiune şi temperatură. Astfel, spre deosebire de aburul saturat, aburul supraîncălzit poate exista la o gamă largă de temperaturi.
- Gradul de supraîncălzire este gradul deasupra temperaturii aburului saturat.
- Scăderea temperaturii aburului supraîncălzit nu va avea ca rezultat revenirea la o stare lichidă, ca în cazul aburului saturat.
Cele 3 beneficii principale ale aburului supraîncălzit sunt:
- Temperaturi ridicate la presiune normală, ceea ce înseamnă că puteţi utiliza conducte simple.
- Conductivitate termică extrem de ridicată în comparaţie cu aerul cald, din cauza capacităţii ridicate pe unitate de volum.
- Condiţii de oxigen reduse, care previn oxidarea şi reduc posibilitatea de incendii sau explozii
