Ο ατμός είναι η πηγή θερμότητας που χρειάζεται κάθε πλυντήριο. Ποιες είναι λοιπόν οι διαφορές μεταξύ του υπερθερμασμένου ατμού και του κορεσμένου ατμού; Οι διαφορές έγκεινται στη θερμοδυναμική τους κατάσταση.
Κορεσμένος ατμός
Κορεσμένος ατμός σημαίνει μια κατάσταση όπου τόσο το υγρό όσο και το αέριο συνυπάρχουν σε ισορροπία σε μια ορισμένη πίεση. Σε αυτήν την κατάσταση, το υγρό θα συνεχίσει να εξατμίζεται ενώ το αέριο θα συνεχίσει να συμπυκνώνεται μέχρι να φτάσουν σε δυναμική ισορροπία. Εκείνη τη στιγμή, η θερμοκρασία και η πίεση τουατμόςείναι σταθερές. Ονομάζονται θερμοκρασία κορεσμού και πίεση κορεσμού. Στην αρχή της ισορροπίας, ο ατμός είναι ο υγρός κορεσμένος ατμός. Εάν οι άνθρωποι συνεχίσουν να θερμαίνονται, ο ατμός θα γίνει ξηρός κορεσμένος ατμός αφού εξατμιστεί όλο το νερό στο κορεσμένο νερό. Η θερμοκρασία του ατμού από υγρό κορεσμένο σε ξηρό κορεσμένο παραμένει η ίδια. Η θερμοκρασία του ατμού δεν αυξάνεται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας από υγρό κορεσμό σε ξηρό κορεσμό. Σε σταθερή πίεση, εάν ο ξηρός κορεσμένος ατμός θερμανθεί περαιτέρω, η θερμοκρασία του αυξάνεται και γίνεται υπέρθερμος ατμός. Ο υπέρθερμος ατμός δεν περιέχει σταγονίδια υγρού ή υγρές ομίχλες και είναι ένα πραγματικό αέριο.
❑ Παράδειγμα
Για να το θέσω σε μια απλή περίπτωση:
● Σε μια ορισμένη πίεση, το νερό αρχίζει να εξατμίζεται και σταδιακά μετατρέπεται σε ατμό αφού θερμανθεί μέχρι βρασμού. Σε αυτό το σημείο, η θερμοκρασία του ατμού ισούται με τη θερμοκρασία κορεσμού. Αυτή η θερμοκρασία σχετίζεται με την πίεση. Όσο υψηλότερη είναι η πίεση, τόσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία κορεσμού. Αντίθετα, όσο χαμηλότερη είναι η πίεση, τόσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία κορεσμού. Όταν η πίεση είναι 0,10MPa, η θερμοκρασία κορεσμού είναι 99,09°C. Όταν η πίεση είναι 4,05 MPa, η θερμοκρασία κορεσμού είναι 249,18°C. Όταν η πίεση είναι 10,13 MPa, η θερμοκρασία κορεσμού του είναι 309,53°C.
Υπερθερμασμένος ατμός
Η θερμοκρασία θα συνεχίσει να αυξάνεται και να υπερβαίνει τη θερμοκρασία κορεσμού σε αυτήν την πίεση αφού ο κορεσμένος ατμός θερμανθεί περαιτέρω. Αυτός ο ατμός, ο οποίος υπερβαίνει τη θερμοκρασία κορεσμού, ονομάζεται υπέρθερμος ατμός. Σε αυτήν την κατάσταση, η θερμοκρασία και η πίεση του ατμού δεν είναι πλέον σταθερές. Όταν αυξάνεται η θερμότητα, αυξάνονται και αυτές. Ο υπέρθερμος ατμός έχει υψηλότερη θερμική ενέργεια και θερμοχωρητικότητα.
❑ Μειονέκτημα
Ωστόσο, στην πράξη, η χρήση υπέρθερμου ατμού για θέρμανση είναι σχετικά αναποτελεσματική. Αυτό συμβαίνει επειδή ο υπέρθερμος ατμός πρέπει να ψυχθεί στη θερμοκρασία κορεσμού για να απελευθερωθεί η ενθαλπία εξάτμισης. Η θερμότητα που απελευθερώνεται από την ψύξη του υπέρθερμου ατμού στη θερμοκρασία κορεσμού είναι πολύ μικρή σε σύγκριση με την ενθαλπία εξάτμισης.
● Εάν η υπερθέρμανση του ατμού είναι πολύ μικρή, αυτό το μικρό μέρος της θερμότητας απελευθερώνεται σχετικά εύκολα. Ωστόσο, όταν η υπερθέρμανση είναι πολύ υψηλή, ο χρόνος ψύξης είναι πολύ μεγαλύτερος. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, μπορεί να απελευθερωθεί μόνο μια πολύ μικρή ποσότητα θερμότητας.
Στον πραγματικό εξοπλισμό ανταλλαγής θερμότητας, η χρήση υπερθερμασμένου ατμού θα σχηματίσει ένα ξηρό τοίχωμα στο εσωτερικό του εξοπλισμού ανταλλαγής θερμότητας. Αυτή η περιοχή θα σχηματίσει γρήγορα άλατα, προκαλώντας υπερθέρμανση του τοιχώματος του σωλήνα και οδηγώντας σε αστοχία του σωλήνα. Επομένως, αν και η θερμοκρασία του υπερθερμασμένου ατμού στην ίδια πίεση είναι υψηλότερη από αυτή του κορεσμένου ατμού, η θερμαντική του ικανότητα είναι χαμηλότερη από αυτή του κορεσμένου ατμού.
Σύναψη
Στην πραγματική παραγωγή, εάν τα εργοστάσια πλυντηρίων θέλουν να χρησιμοποιήσουν τον υπερθερμασμένο ατμό υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης που παράγεται από τον σταθμό παραγωγής ενέργειας, ο ατμός πρέπει πρώτα να περάσει από ένα σύστημα σταθμού απο-υπερθέρμανσης και μείωσης πίεσης για να μετατρέψει τον υπερθερμασμένο ατμό σε κορεσμένο ατμό πριν μπορέσει να χρησιμοποιηθεί. Ο υπερθερμασμένος ατμός μπορεί να απελευθερώσει την πιο χρήσιμη λανθάνουσα θερμότητά του μόνο όταν ψυχθεί σε κορεσμένη κατάσταση.
Ώρα δημοσίευσης: 13 Αυγούστου 2025