Grundlæggende om damp: Mættet, tør kontra umættet, våd damp
Opdag forskellen mellem mættet, tør damp og umættet, våd damp. Hvad er fordelene, og hvor bruger man hvad?
Mættet, umættet, tør, våd, flash, superkritisk og overophedet damp … Der er meget derude, hvilket indikerer, at der er forskel på damp. Betyder det så, at anvendelsen definerer, hvilken type damp du har brug for?
Egenskaberne afhænger af volumen, tryk og temperatur. Det betyder, at det er anvendelsen, der definerer, hvilken type damp du har brug for.
Lad os se på de forskellige typer damp, der findes og deres fordele og ulemper.
Mættet eller tør damp
Mættet eller tør damp er den type damp, vi opnår, hvis alle vandmolekyler forbliver i deres gasform. Tag f.eks. en kedel, der fløjter, når den er klar. Dampen slipper ikke frit ud, fordi trykket reguleres af den tilsigtede brug. Nogle gange kan du se en tåge komme ud af kedlen: Det er tør damp.
Tør damp mister noget af sin energi, når den slippes ud i den koldere atmosfære. Den overfører energien til den omgivende luft, hvilket får den til at kondensere og vise sig som tåge. Med andre ord: Du producerer tør damp ved at opvarme vand i et lukket kammer.
Damptemperaturen er tæt på kogepunktet ved dette tryk.
Umættet eller våd damp
Vi får umættet eller våd damp, når dampen trækker små dråber vand ind under opvarmning. Når en dampkedel opvarmer vand, bryder bobler gennem overfladen. Så når dampen begynder at blive dannet, indeholder den væske. Det er denne væske, der gør dampen delvist våd, medmindre du bruger en overheder. Selv de bedste dampkedler kan frigive damp, der indeholder 3 – 5 % fugt.
Hvordan tryk og temperatur påvirker vand og damp
Generelt set er der et direkte forhold mellem damp og tryk samt temperatur.
- Jo højere trykket i kedlen er, jo mere energi skal vi bruge for at generere damp.
- Med øget tryk dannes der damp ved højere temperaturer. Denne damp med højere temperatur indeholder mere energi pr. kg.
- Overophedet damp er en undtagelse fra denne regel.
Denne graf viser vandets tilstand (væske eller gas) ved en given temperatur og et givet tryk. Ved 1 bar (normalt atmosfærisk tryk) vil vandet fryse ved 0 °C (32 °F) og koge ved 100 °C (212 °F). Ved 2 bar vil frysepunktet være lavere og kogepunktet højere.
Tabel over overophedet damp som vejledning
Damptabeller er vigtige værktøjer for alle, der arbejder med damp. Du kan sammenligne deres vigtighed med køreplaner over togtider, eller kortet på en GPS, når du kører et nyt sted. Vi bruger normalt en damptabel til at bestemme temperaturen ved et specifikt tryk eller omvendt.
Det, der gør dem til et værdifuldt værktøj, er, at de også omfatter en specifik entalpi og volumen. Entalpi er den mængde energi, der er indeholdt i 1 kg. Du beregner entalpien for damp ved at tage summen af entalpi for de forskellige tilstande (væske og gas).
Denne damptabel angiver det krævede forhold mellem tryk og temperatur for at gå fra vand til overophedet damp
Dampens tørhedsfraktion
Som nævnt ovenfor er det næsten umuligt at producere 100 % tør damp med dampkedler. Vi måler det faktiske dampniveau med tørhedsfraktionen.
Hvis dampen indeholder 5 % vand, siges den at være 95 % tør og have en tørhedsfraktion på 0,95.
Tørhedsfraktionen har en direkte indvirkning på den samlede mængde energi, der kan overføres. Tørhedsfraktionen påvirker også varmekvaliteten og -effektiviteten.
Kan du huske forskellen mellem latent og sensibel varme? 100 % tør damp indeholder også 100 % af den latente varme, der er til rådighed (ved det specifikke tryk). Mættet vand ved 0 % tørhed indeholder kun sensibel varme.
Hvis du ikke er sikker på forskellen mellem de to, kan du læse videre om emnet i denne artikel.
Vidste du, at du kan opvarme damp ud over kogepunktet for at få overophedet damp?
I modsætning til mættet damp har overophedet damp ikke et direkte forhold mellem temperatur og tryk. Det betyder, at det kan eksistere ved en lang række forskellige temperaturer. Vi foretrækker mættet damp til opvarmning og overophedet damp til elproduktion eller i turbiner.
Det virker usandsynligt, men vidste du, at damptørhed kan være mere end 100 %? I så fald taler vi om overophedet damp. Vi foretrækker mættet, tør damp til opvarmning, mens overophedet damp er den foretrukne løsning til elproduktion eller i turbiner.
Mættet (tør) damp udgør en fremragende varmekilde af følgende årsager:
- På grund af hurtig og jævn opvarmning forbedres dit produkts kvalitet og din produktivitet.
- Fordi trykket regulerer temperaturen, kan vi hurtigt og præcist opnå en specifik temperatur.
- Fordi der er en høj varmeoverførselskoefficient, kræves der en mindre varmeoverflade. Det betyder, at du kan reducere de indledende udgifter til udstyr.
- Fordi damp kommer fra vand, er det sikkert, rent og billigt.
Men vi ved nu, at dampen ikke er 100 % tør. Tab af strålevarme får noget af dampen til at kondensere, hvilket gør den våde damp endnu mere våd, og der dannes også kondensat. Hvis det ikke håndteres og vedligeholdes korrekt med det rigtige udstyr (og tilbehør), kan det have skadelige virkninger:
- Påvirker varmeoverførselseffektiviteten.
- Forårsager korrosion af rør og kritisk udstyr.
Hvad er varmeoverførselskoefficienten?
Vi bruger varmeoverførselskoefficienten til at beregne, hvor godt varme overføres. Tidligere skrev vi: "En høj varmeoverførselskoefficient kræver en lille varmeoverflade. Det medfører lavere etableringsomkostninger til udstyr." Da mere vand er fordampet til mættet damp, har dampen også absorberet mere latent varme. Som følge heraf er der mere varme indeholdt i den samme masse. Dermed kan den også udføre mere arbejde.
Hvad er forskellen mellem mættet (tør) damp og umættet (våd) damp?
Tør eller mættet damp indeholder ingen vanddråber, og du producerer den ved at opvarme vand i et lukket kammer. Våd eller umættet damp indeholder vanddråber. Mættet (tør) damp er en fremragende kilde til opvarmning. Umættet (våd) damp kan forårsage korrosion eller reducere varmeoverførselseffektiviteten, hvis den ikke håndteres korrekt.
Hvad er tørhedsfraktionen?
Det er det mål, vi bruger til at definere, hvor tør dampen rent faktisk er. Det har indflydelse på dampens opvarmningsegenskaber.