Buharla İlgili Temel Bilgiler: Doymuş kuru ve doymamış ıslak buhar
Doymuş kuru buhar ile doymamış ıslak buhar arasındaki farkı keşfedin. Avantajlar nelerdir ve bunları nerede kullanırsınız?
Doymuş, doymamış, kuru, ıslak, flaş, süper kritik ve aşırı ısıtılmış buhar… Buharların tümünün aynı olmadığını gösteren çok fazla şey var. Peki uygulama, hangi tür buhara ihtiyacınız olduğunu belirliyor mu?
Özellikler hacme, basınca ve sıcaklığa bağlıdır. Bu da, ihtiyacınız olan buhar türünü belirleyenin uygulama olduğu anlamına gelir.
Mevcut farklı buhar türlerine ve bunların avantajları ile dezavantajlarına göz atalım.
Doymuş veya kuru buhar
Doymuş veya kuru buhar, tüm su molekülleri gaz halinde kalırsa elde ettiğimiz buhar türüdür. Örneğin hazır olduğunda ses çıkaran bir su ısıtıcısını düşünün. Basınç kullanım amacına uygun olarak kontrol edildiği için buhar serbest şekilde çıkmaz. Bazen su ısıtıcınızdan buhar çıktığını görürsünüz: Bu kuru buhardır.
Kuru buhar daha soğuk atmosfere salındığında enerjisinin bir kısmını kaybeder. Bu enerjiyi ortam havasına aktararak yoğunlaşmasına ve buğu olarak görünmesine neden olur. Başka bir deyişle, kapalı bir haznede su ısıtarak kuru buhar üretebilirsiniz.
Buhar sıcaklığı o basınçta kaynama noktasına yakındır.
Doymamış veya ıslak buhar
Buhar ısıtıldığı zaman küçük su damlacıkları çektiğinde doymamış veya ıslak buhar elde ederiz. Bir buhar kazanı suyu ısıttığında kabarcıklar yüzeyden çıkar. Bu nedenle, buhar oluşmaya başladığında sıvı içerir. Bir kızdırıcı kullanmadığınız sürece buharı kısmen ıslak yapan şey bu sıvıdır. En iyi buhar kazanları bile %3 - %5 ıslaklık içeren buhar üretebilir.
Basınç ve sıcaklık suyu ve buharı nasıl etkiler
Genel olarak, buharın basınç ve sıcaklık ile doğrudan bir ilişkisi vardır.
- Kazandaki basınç ne kadar yüksekse buhar üretmek için o kadar fazla enerji uygulamamız gerekir.
- Daha yüksek basınçla buhar daha yüksek sıcaklıklarda oluşacaktır. Bu daha yüksek sıcaklıktaki buhar, kg başına daha fazla enerji içerir.
- Aşırı ısıtılmış buhar bu kurala istisnadır.
Bu grafik, belli bir sıcaklık ve basınçta suyun (sıvı veya gaz) durumunun ne olacağını göstermektedir. 1 bar'da (normal atmosfer basıncı) su 0°C'de (32°F) donar ve 100°C'de (212°F) kaynar. 2 bar'da ise donma noktanız daha düşük, kaynama noktanız daha yüksek olacaktır.
Kılavuz olarak aşırı ısıtılmış buhar tablosu
Buhar tabloları, buharla çalışan herkes için gerekli araçlardır. Bu tablonun önemini, tren kalkış saatlerini gösteren çizelgeyle ya da yeni bir yerde araç sürerken GPS'teki harita ile karşılaştırabilirsiniz. Buhar tablosunu genellikle belli bir basınçtaki sıcaklığı veya belli bir sıcaklıktaki basıncı belirlemek için kullanırız.
Bunu değerli bir araç haline getiren, aynı zamanda belli bir entalpi ve hacmi de içermesidir. Entalpi, 1 kg içinde bulunan enerji miktarıdır. Buharın entalpisini, çeşitli durumların (sıvı ve gaz) entalpi toplamını alarak hesaplarsınız.
Bu buhar tablosu, sudan aşırı ısıtılmış buhara geçiş için basınç ve sıcaklık arasındaki ilişkiyi gösterir
Buhar kuruluk oranı
Yukarıda belirtildiği gibi, buhar kazanları için %100 kuru buhar üretmek neredeyse imkansızdır. Kuruluk oranındaki gerçek buhar seviyesini ölçeriz.
Buhar %5 su içeriyorsa %95 kuru olduğu ve kuruluk oranının 0,95 olduğu söylenir.
Kuruluk oranının, toplam aktarılabilir enerji miktarı üzerinde doğrudan bir etkisi vardır. Bu da ısıtma kalitesini ve verimliliği etkiler.
Gizli ve duyulur ısı arasındaki farkı hatırlıyor musunuz? %100 kuru buhar, mevcut gizli ısının (o spesifik basınçta) %100'ünü de içerir. %0 kuruluktaki doymuş su sadece duyulur ısı içerecektir.
Bu ikisi arasındaki farktan emin değilseniz bu makaleyi okuyarak bilgi alabilirsiniz.
Aşırı ısıtılmış buhar elde etmek için buharı kaynama noktasının ötesinde ısıtabileceğinizi biliyor muydunuz?
Doymuş buharın aksine, aşırı ısıtılmış buharın sıcaklık ve basınç ile doğrudan bir ilişkisi yoktur. Bu da, çok çeşitli sıcaklıklarda bulunabileceği anlamına gelir. Isıtma uygulamaları için doymuş buhar, güç üretiminde veya türbinlerde aşırı ısıtılmış buhar tercih ediyoruz.
Olası görünmese de buhar kuruluğunun %100'den fazla olabileceğini biliyor muydunuz? Bu durumda söz konusu olan şey aşırı ısıtılmış buhardır. Isıtma uygulamaları için doymuş kuru buhar tercih ediyoruz. Güç üretiminde veya türbinlerde ise en uygun seçenek aşırı ısıtılmış buhardır.
Doymuş (kuru) buhar, aşağıdaki nedenlerle mükemmel bir ısı kaynağı oluşturur:
- Hızlı ve eşit ısıtma sayesinde ürün kaliteniz ve verimliliğiniz artar.
- Basınç sıcaklığı kontrol ettiği için belli bir sıcaklığı hızlı ve hassas bir şekilde elde edebiliriz.
- Yüksek bir ısı aktarım katsayısı olduğundan daha küçük bir ısı yüzeyi gerekir. Bu da ilk ekipman yatırımını azaltabileceğiniz anlamına gelir.
- Buhar sudan oluştuğu için güvenli, temiz ve düşük maliyetlidir.
Diğer yandan, artık buharın %100 kuru olmadığını biliyoruz. Radyan ısı kaybı, buharın bir kısmının yoğunlaşmasına neden olarak ıslak buharı daha da ıslak hale getirir ve kondensat da oluşur. Doğru ekipman (ve aksesuarlar) ile doğru şekilde yönetilmezse ve bakımı yapılmazsa bu durum olumsuz etkilere neden olabilir:
- Isı aktarım verimliliğini etkiler.
- Boru tesisatında ve kritik ekipmanda korozyona neden olur.
Isı aktarımı katsayısı nedir?
Isının ne kadar iyi aktarıldığını hesaplamak için ısı aktarımı katsayısını kullanırız. Daha önce, "Yüksek bir ısı aktarımı katsayısı, küçük bir ısı yüzeyi gerektirir. Sonuç olarak da ilk ekipman yatırımı azalır." demiştik. Daha fazla su doymuş buhara dönüştüğü için buhar da daha fazla gizli ısı absorbe etmiştir. Sonuç olarak, aynı kütle içinde daha fazla ısı vardır ve bu nedenle de daha fazla iş yapma olanağına sahiptir.
Doymuş (kuru) buhar ile doymamış (ıslak) buhar arasındaki fark nedir?
Kuru veya doymuş buhar hiç su damlacığı içermez; damlacıkları, kapalı bir haznede su ısıtarak elde edersiniz. Islak veya doymamış buhar ise su damlacıkları içerir. Doymuş (kuru) buhar, ısıtma için mükemmel bir kaynaktır. Doymamış (ıslak) buhar, düzgün yönetilmezse korozyona neden olabilir veya ısı aktarım verimliliğini azaltabilir.
Kuruluk oranı nedir?
Buharın gerçekte ne kadar kuru olduğunu tanımlamak için kullandığımız ölçüdür ve buharın ısıtma kapasitesi üzerinde bir etkiye sahiptir.