De verschillen tussen oververhitte stoom en verzadigde stoom

Stoom is de warmtebron die elke wasserij nodig heeft. Wat zijn dan de verschillen tussen oververhitte stoom en verzadigde stoom? De verschillen zitten in hun thermodynamische toestand.

Verzadigde stoom

Verzadigde stoom betekent een toestand waarin zowel vloeistof als gas in evenwicht naast elkaar bestaan ​​bij een bepaalde druk. In deze toestand zal de vloeistof blijven verdampen terwijl het gas blijft condenseren totdat de twee een dynamisch evenwicht bereiken. Op dat moment zullen de temperatuur en de druk van destoomDe parameters zijn vast. Ze worden verzadigingstemperatuur en verzadigingsdruk genoemd. Aan het begin van het evenwicht is de stoom nat verzadigde stoom. Als de stoom verder wordt verwarmd, zal deze droog verzadigde stoom worden nadat al het water in de verzadigde stoom is verdampt. De temperatuur van de stoom blijft gelijk van nat verzadigd naar droog verzadigd. De temperatuur van de stoom stijgt niet tijdens het proces van nat verzadigd naar droog verzadigd. Bij een constante druk stijgt de temperatuur van droog verzadigde stoom als deze verder wordt verwarmd en wordt het oververhitte stoom. Oververhitte stoom bevat geen vloeibare druppels of nevel en is een echt gas.

❑ Voorbeeld

Om het in een eenvoudige situatie te schetsen:

● Bij een bepaalde druk begint het water te verdampen en verandert het geleidelijk in stoom nadat het tot kookpunt is verhit. Op dat moment is de temperatuur van de stoom gelijk aan de verzadigingstemperatuur. Deze temperatuur is afhankelijk van de druk. Hoe hoger de druk, hoe hoger de verzadigingstemperatuur. Omgekeerd geldt dat hoe lager de druk, hoe lager de verzadigingstemperatuur. Bij een druk van 0,10 MPa is de verzadigingstemperatuur 99,09 °C. Bij een druk van 4,05 MPa is de verzadigingstemperatuur 249,18 °C. Bij een druk van 10,13 MPa is de verzadigingstemperatuur 309,53 °C.

Oververhitte stoom

De temperatuur zal blijven stijgen en de verzadigingstemperatuur bij deze druk overschrijden nadat de verzadigde stoom verder wordt verhit. Deze stoom, die de verzadigingstemperatuur overschrijdt, wordt oververhitte stoom genoemd. In deze toestand zijn de temperatuur en de druk van de stoom niet langer constant. Wanneer de warmte toeneemt, nemen ze ook toe. Oververhitte stoom heeft een hogere thermische energie en warmtecapaciteit.

❑ Nadeel

In de praktijk is het gebruik van oververhitte stoom voor verwarming echter relatief inefficiënt. Dit komt doordat de oververhitte stoom moet worden afgekoeld tot de verzadigingstemperatuur om de verdampingsenergie vrij te maken. De warmte die vrijkomt bij het afkoelen van de oververhitte stoom tot de verzadigingstemperatuur is zeer gering in vergelijking met de verdampingsenergie.

● Als de oververhitting van de stoom erg klein is, kan dit kleine deel van de warmte relatief gemakkelijk worden afgevoerd. Wanneer de oververhitting echter erg hoog is, duurt het afkoelen veel langer. Gedurende deze periode kan slechts een zeer kleine hoeveelheid warmte worden afgevoerd.

In de praktijk leidt het gebruik van oververhitte stoom tot de vorming van een droge wand aan de binnenzijde van de warmtewisselaar. Op deze wand ontstaat snel kalkaanslag, waardoor de pijpwand oververhit raakt en uiteindelijk bezwijkt. Hoewel de temperatuur van oververhitte stoom bij dezelfde druk hoger is dan die van verzadigde stoom, is het verwarmingsvermogen ervan dus lager.

Conclusie

In de praktijk moet de stoom, die door de energiecentrale wordt geproduceerd en die hoge temperatuur en druk bereikt, eerst door een ontluchtings- en drukverlagingsinstallatie worden geleid om de oververhitte stoom om te zetten in verzadigde stoom. Oververhitte stoom kan zijn meest bruikbare latente warmte pas vrijgeven wanneer deze is afgekoeld tot een verzadigde toestand.