بخار منبع گرمایی است که هر کارخانه لباسشویی به آن نیاز دارد. پس چه تفاوتی بین بخار فوق داغ و بخار اشباع وجود دارد؟ تفاوتها در حالت ترمودینامیکی آنها نهفته است.
بخار اشباع
بخار اشباع به حالتی گفته میشود که در آن هم مایع و هم گاز در فشار معینی در تعادل با هم وجود دارند. در این شرایط، مایع به تبخیر ادامه میدهد در حالی که گاز به میعان ادامه میدهد تا زمانی که این دو به تعادل دینامیکی برسند. در آن زمان، دما و فشار بخاربخارثابت هستند. به آنها دمای اشباع و فشار اشباع گفته میشود. در ابتدای تعادل، بخار، بخار اشباع مرطوب است. اگر به گرم کردن ادامه دهیم، بخار پس از تبخیر تمام آب موجود در آب اشباع، به بخار اشباع خشک تبدیل میشود. دمای بخار از اشباع مرطوب به اشباع خشک ثابت میماند. دمای بخار در طول فرآیند از اشباع مرطوب به اشباع خشک افزایش نمییابد. در فشار ثابت، اگر بخار اشباع خشک بیشتر گرم شود، دمای آن افزایش مییابد و به بخار فوق گرم تبدیل میشود. بخار فوق گرم حاوی قطرات مایع یا مه مایع نیست و در واقع یک گاز است.
❑ مثال
برای قرار دادن آن در یک موقعیت ساده:
● در یک فشار مشخص، آب شروع به تبخیر میکند و پس از گرم شدن تا نقطه جوش، به تدریج به بخار تبدیل میشود. در این زمان، دمای بخار برابر با دمای اشباع است. این دما به فشار مربوط میشود. هر چه فشار بیشتر باشد، دمای اشباع نیز بیشتر است. برعکس، هر چه فشار کمتر باشد، دمای اشباع نیز کمتر است. وقتی فشار 0.10 مگاپاسکال باشد، دمای اشباع 99.09 درجه سانتیگراد است. وقتی فشار 4.05 مگاپاسکال باشد، دمای اشباع 249.18 درجه سانتیگراد است. وقتی فشار 10.13 مگاپاسکال باشد، دمای اشباع آن 309.53 درجه سانتیگراد است.
بخار فوق گرم
پس از گرم شدن بیشتر بخار اشباع، دما همچنان افزایش مییابد و در این فشار از دمای اشباع فراتر میرود. به این بخار که از دمای اشباع فراتر میرود، بخار فوق گرم میگویند. در این شرایط، دما و فشار بخار دیگر ثابت نیستند. با افزایش گرما، آنها نیز افزایش مییابند. بخار فوق گرم انرژی حرارتی و ظرفیت گرمایی بالاتری دارد.
❑ ایراد
با این حال، در استفاده واقعی، استفاده از بخار سوپرهیت برای گرمایش نسبتاً ناکارآمد است. دلیل این امر این است که بخار سوپرهیت باید تا دمای اشباع خنک شود تا آنتالپی تبخیر آزاد شود. گرمای آزاد شده از خنک شدن بخار سوپرهیت تا دمای اشباع در مقایسه با آنتالپی تبخیر بسیار ناچیز است.
● اگر سوپرهیت بخار بسیار کم باشد، این بخش کوچک از گرما نسبتاً به راحتی آزاد میشود. با این حال، وقتی سوپرهیت بسیار زیاد باشد، زمان خنک شدن بسیار طولانیتر است. در طول این مدت، فقط مقدار بسیار کمی گرما میتواند آزاد شود.
در تجهیزات تبادل حرارت واقعی، استفاده از بخار فوق داغ باعث تشکیل یک دیواره خشک در داخل تجهیزات تبادل حرارت میشود. این ناحیه به سرعت رسوب تشکیل میدهد و باعث گرم شدن بیش از حد دیواره لوله و در نتیجه خرابی لوله میشود. بنابراین، اگرچه دمای بخار فوق داغ در فشار یکسان بالاتر از بخار اشباع است، اما ظرفیت گرمایش آن کمتر از بخار اشباع است.
نتیجهگیری
در تولید واقعی، اگر کارخانههای لباسشویی بخواهند از بخار سوپرهیت با دما و فشار بالای تولید شده توسط نیروگاه استفاده کنند، بخار ابتدا باید از یک سیستم ایستگاه دی سوپرهیت و کاهش فشار عبور کند تا بخار سوپرهیت قبل از استفاده به بخار اشباع تبدیل شود. بخار سوپرهیت تنها زمانی میتواند مفیدترین گرمای نهان خود را آزاد کند که تا حالت اشباع خنک شود.
زمان ارسال: ۱۳ آگوست ۲۰۲۵