Überhitzter Dampf klingt cool gut heiß, aber was ist das? Wofür kann es tatsächlich verwendet werden?
Hier untersuchen wir, was unter dem Begriff überhitzt zu verstehen ist. Dampf und einige seiner interessanten Verwendungen und Vorteile aufdecken.
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Was ist überhitzter Dampf?
Überhitzter Dampf ist eine Form von Dampf mit einer Temperatur, die unter einem bestimmten Druck höher ist als der Siedepunkt der Quellflüssigkeit, auch bekannt als Verdampfungspunkt.
Dies ist ein relativer Zustand zu etwas, das als gesättigter oder nasser Dampf bezeichnet wird. Diese Art von Dampf überschreitet bei einem bestimmten Druck gerade den Siedepunkt der Quelle.
Gesättigter Dampf entsteht, wenn sowohl die Quellflüssigkeit als auch der Dampf die gleiche Temperatur haben und die Verdampfungs- / Kondensationsraten im Gleichgewicht sind. Mit anderen Worten, Dampf und Flüssigkeit können im gleichen Raum koexistieren.
Wenn dem Dampf oberhalb dieses Punktes zusätzliche Wärme und Temperaturgrade zugeführt werden, wird dies als x-fache "Grad überhitzt" angesehen. Zu diesem Zeitpunkt neigen die meisten, wenn nicht alle Feuchtigkeitsspuren dazu, gelöscht zu werden"trocken" und dann überhitzter Dampf.
Überhitzter Dampf "kann daher um einen gewissen Betrag abkühlen innere Energie verlieren, was zu einer Absenkung seiner Temperatur führt, ohne den Zustand dh die Kondensation von einem Gas zu einem Gemisch aus gesättigtem Dampf und Flüssigkeit zu ändern." - Wikipedia .
Tatsächlich enthält überhitzter Wasserdampf so viel Energie, dass er kann tatsächlich zum Starten von Bränden verwendet werden !
"Wenn ungesättigter Dampf ein Gemisch, das sowohl Wasserdampf als auch flüssige Wassertröpfchen enthält auf konstanten Druck erhitzt wird, bleibt seine Temperatur ebenfalls konstant wie folgt: Dampfqualität denken Sie an Trockenheit oder prozentualen Sättigungsdampf steigt in Richtung 100% und wird trockener Sättigungsdampf dh keine gesättigte Flüssigkeit. Durch fortgesetzte Wärmezufuhr wird der trockene Sattdampf dann "super" erwärmt. "- Wikipedia .
Überhitzter Dampf kann erzeugt werden, indem beispielsweise Dampf aus einem Kessel entnommen wird. Dieser wird dann durch eine separate Heizvorrichtung geleitet, die als bezeichnet wird. ein Überhitzer um zusätzliche Energie durch direkten Kontakt oder Strahlung in den Dampf zu übertragen.
Diese Art von Dampf hat viel mehr Energie als gesättigter oder nasser Dampf und kann härter arbeiten als gesättigter Dampf. Der Energiegehalt von überhitztem Dampf ist jedoch für bestimmte Anwendungen viel weniger nützlich.
" Dies liegt daran, dass überhitzter Dampf den gleichen Wärmeübergangskoeffizienten von Luft hat, was ihn zu einem Isolator und einem schlechten Wärmeleiter macht.
Sattdampf wird für Heizanwendungen bevorzugt, während überhitzter Dampf hauptsächlich zur Stromerzeugung und für Turbinen verwendet wird. Wenn Dampf sowohl zur Stromerzeugung als auch zum Heizen benötigt wird, kann der Dampf überhitzt und dann auf seinen gesättigten Zustand überhitzt werden. "- landesweitboiler.com .
Wofür wird Heißdampf verwendet?
Hier sind einige typische Verwendungszwecke für überhitzter Dampf .
1. Desinfektion / Sterilisation
Während überhitzter Dampf etwas hat Desinfektionsanwendungen Dies ist nicht unbedingt die beste Option. Überhitzter Dampf ist schließlich effektiv trocken.
Dies liegt daran, dass überhitzter Dampf einige Nachteile gegenüber gesättigtem oder nassem Dampf hat. Letzterer überträgt seine Wärme tatsächlich besser als überhitzter Dampf, wodurch er für Desinfektionszwecke besser geeignet ist.
Überhitzter Dampf muss viel höhere Temperaturen erreichen als feuchter Dampf, was dazu führt, dass Produkte über einen längeren Zeitraum ausgesetzt werden müssen. Aus dem gleichen Grund ist überhitzter Dampf zum Erhitzen nicht geeignet.
Für die antimikrobielle Desinfektion von Biofilmen und harten Oberflächen kann jedoch leicht überhitzter Dampf verwendet werden.
2. Stromerzeugung
Überhitzter Dampf ist fantastisch für Dinge wie Stromerzeugung . Seine enorme innere Energie kann für kinetische Reaktionen durch mechanische Ausdehnung gegen Turbinenschaufeln und Hubkolben gut genutzt werden.
Überhitzter Dampf wird gegenüber gesättigtem Dampf bevorzugt, da er einen Großteil seiner inneren Energie für die Arbeit freisetzen und über dem Wasserdampfpunkt der Flüssigkeit bleiben kann bei einem bestimmten Druck innerhalb der Turbine / des Kolbenmotors.
Bei höheren Drücken enthält feuchter Dampf Flüssigkeitströpfchen, die im Allgemeinen ziemlich schwer zu komprimieren sind. Solche Tröpfchen können auch mechanische Elemente von Turbinen und Motoren durch Aufprall beschädigen.
Gesättigter Dampf kann auch kondensieren, wenn Temperatur und Druck abfallen. Flüssigkeitstropfen, die sich bilden, können dazu führen, dass Lochfraß von Turbinenschaufeln .
Mit ausreichender Kraft können sie sogar wichtige Komponenten der Turbine / des Motors verbiegen, reißen oder brechen. Dies ist natürlich nicht wünschenswert, insbesondere bei größeren, teureren Turbinen.
Überhitzter Dampf erlaubt auch höhere Dampfgeschwindigkeiten durch Rohre normalerweise 100 m / s .Dies bedeutet, dass kleinere Rohre verwendet werden können, um es zu übertragen solange der Druckabfall nicht zu groß ist.
Es ist auch weit verbreitet in Kernkraftwerke .
3. Dampfmaschinen
Überhitzter Dampf war weit verbreitet in Dampflokomotiven und andere Dampflokomotiven . Es erwies sich als wirtschaftlicher und effizienter als Sattdampf zum Antreiben der Lokomotive.
Da es effektiv trocken ist, kondensierte der Dampf weniger wahrscheinlich in den Zylindern der Lokomotive, sodass sie nicht regelmäßig abgelassen werden müssen.
4. Verarbeitung
Überhitzter Dampf wird auch für verschiedene Verarbeitungsanwendungen verwendet, wie: -
- Trocknen
- Reinigung
- Dampfoxidation
- Schichtung
- Reaktionstechnik
- Epoxidtrocknung
- Aushärten
- Chemische Reaktionsverarbeitung
- Katalyse
- Energiesysteme
Um nur einige zu nennen.
Es kann auch in der Lebensmittelverarbeitung mit großer Wirkung eingesetzt werden. Da überhitzter Dampf unter den richtigen Umständen schnell Wärme übertragen kann, kann er verwendet werden, um etwas schnell zu erhitzen.
"Die Hauptvorteile der Verwendung von Heißdampf für die Lebensmittelverarbeitung sind eine bessere Produktqualität Farbe, Schrumpfung und Rehydratisierungseigenschaften, geringere Oxidationsverluste und eine höhere Energieeffizienz." - Alfy A. et al. .
5. Schädlingsbekämpfung
Überhitzter Dampf kann auch für einige Formen von verwendet werden Schädlingsbekämpfung . Es kann zum Beispiel verwendet werden für Bodendampf .
Hier wird der Dampf in den Boden eingeleitet, wodurch sich fast das gesamte organische Material verschlechtert. Das Dämpfen des Bodens ist eine wirksame Alternative zum Einsatz von Chemikalien in der Landwirtschaft.
Wie ist die Temperatur von Heißdampf?
Dies hängt vollständig von der jeweiligen Quellflüssigkeit ab. Damit sich der Dampf überhitzt, muss er den Siedepunkt dieser Flüssigkeit so weit überschreiten, dass er die meisten, wenn nicht alle flüssigen Bestandteile verliert.