چرا بخار فوق گرم باید به بخار اشباع تبدیل شود؟

01. بخار اشباع
وقتی آب تحت فشار معینی گرم می شود تا به جوش بیاید، آب شروع به تبخیر کرده و به تدریج به بخار تبدیل می شود. در این زمان دمای بخار همان دمای اشباع است که به آن بخار اشباع می گویند. حالت بخار اشباع ایده آل به رابطه یک به یک بین دما، فشار و چگالی بخار اشاره دارد.

02. بخار فوق گرم
هنگامی که بخار اشباع به گرم شدن ادامه می دهد و دمای آن افزایش می یابد و تحت این فشار از دمای اشباع فراتر می رود، بخار با درجه خاصی از فوق گرم تبدیل به بخار فوق گرم می شود. در این زمان، فشار، دما و چگالی مطابقت یک به یک ندارند. اگر اندازه گیری همچنان بر اساس بخار اشباع باشد، خطا بزرگتر خواهد بود.

در تولید واقعی، اکثر کاربران استفاده از نیروگاه های حرارتی را برای گرمایش متمرکز انتخاب می کنند. بخار سوپرهیت تولید شده توسط نیروگاه با دمای بالا و فشار بالا می باشد. برای تبدیل بخار فوق‌گرم به بخار اشباع قبل از انتقال به بخار برای کاربران، بخار سوپرهیت تنها زمانی می‌تواند مفیدترین گرمای نهان را آزاد کند که تا حالت اشباع سرد شود.

پس از انتقال بخار فوق گرم در مسافت طولانی، با تغییر شرایط کاری (مانند دما و فشار)، زمانی که درجه سوپر گرما زیاد نیست، دما به دلیل از دست دادن گرما کاهش می یابد و به آن اجازه می دهد تا از حالت اشباع یا فوق اشباع وارد شود. حالت فوق گرم، و سپس تبدیل. تبدیل به بخار اشباع می شود.

چرا بخار فوق گرم باید به بخار اشباع تبدیل شود؟
1.بخار فوق گرم قبل از اینکه بتواند آنتالپی تبخیر را آزاد کند باید تا دمای اشباع خنک شود. گرمای آزاد شده از خنک کننده بخار فوق گرم تا دمای اشباع در مقایسه با آنتالپی تبخیر بسیار ناچیز است. اگر سوپرهیت بخار کم باشد، این قسمت از گرما نسبتاً راحت آزاد می شود، اما اگر سوپرهیت زیاد باشد، زمان خنک شدن نسبتاً طولانی خواهد بود و تنها قسمت کوچکی از گرما را می توان در این مدت آزاد کرد. در مقایسه با آنتالپی تبخیر بخار اشباع، گرمای آزاد شده توسط بخار فوق گرم هنگام سرد شدن تا دمای اشباع بسیار کم است که باعث کاهش عملکرد تجهیزات تولید می شود.

2.متفاوت از بخار اشباع، دمای بخار فوق گرم مشخص نیست. بخار فوق گرم قبل از اینکه بتواند گرما را آزاد کند باید خنک شود، در حالی که بخار اشباع فقط از طریق تغییر فاز گرما را آزاد می کند. هنگامی که بخار داغ گرما را آزاد می کند، دمایی در تجهیزات تبادل حرارت ایجاد می شود. گرادیان مهمترین چیز در تولید، پایداری دمای بخار است. پایداری بخار به کنترل گرمایش کمک می کند، زیرا انتقال حرارت عمدتاً به اختلاف دمای بین بخار و دما بستگی دارد و دمای بخار فوق گرم به سختی تثبیت می شود که برای کنترل گرمایش مناسب نیست.

3.اگرچه دمای بخار فوق گرم تحت فشار یکسان همیشه بالاتر از بخار اشباع است، ظرفیت انتقال حرارت آن بسیار کمتر از بخار اشباع است. بنابراین، راندمان بخار فوق گرم بسیار کمتر از بخار اشباع در هنگام انتقال حرارت با فشار یکسان است.

بنابراین در حین کارکرد تجهیزات، مزایای تبدیل بخار سوپرهیت به بخار اشباع از طریق دی سوپرهیتر بر معایب آن بیشتر است. مزایای آن را می توان به شرح زیر خلاصه کرد:

ضریب انتقال حرارت بخار اشباع بالا است. در طول فرآیند تراکم، ضریب انتقال حرارت از ضریب انتقال حرارت بخار سوپرهیت از طریق «فوق‌گرمای-انتقال گرما- خنک‌سازی-اشباع-تراکم» بیشتر است.

بخار اشباع به دلیل دمای پایینی که دارد فواید زیادی برای کارکرد تجهیزات نیز دارد. این می تواند بخار را ذخیره کند و برای کاهش مصرف بخار بسیار مفید است. به طور کلی، بخار اشباع برای بخار تبادل حرارتی در تولید مواد شیمیایی استفاده می شود.