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Was ist überhitzter Dampf und wozu dient er?

Was ist überhitzter Dampf und wozu dient er?


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Überhitzter Dampf klingt kühl (gut heiß), aber was ist das? Wofür kann es tatsächlich verwendet werden?

Hier untersuchen wir, was es unter dem Begriff überhitzter Dampf versteht, und decken einige seiner interessanten Verwendungen und Vorteile auf.

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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.

Es 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 selben Raum koexistieren.

Wenn dem Dampf oberhalb dieses Punktes zusätzliche Wärme und Temperaturgrade zugeführt werden, wird dies als x-Betrag "Grad überhitzt" angesehen. Zu diesem Zeitpunkt neigen die meisten, wenn nicht alle Feuchtigkeitsspuren dazu, gelöscht zu werden und "trockenen" und dann überhitzten Dampf zu bilden.

Überhitzter Dampf "kann daher um einen gewissen Betrag abkühlen (innere Energie verlieren), was zu einer Absenkung seiner Temperatur führt, ohne den Zustand (d. H. Kondensieren) von einem Gas zu einem Gemisch aus gesättigtem Dampf und Flüssigkeit zu ändern." - Wikipedia.

Tatsächlich enthält überhitzter Wasserdampf so viel Energie, dass er tatsächlich zum Auslösen von Bränden verwendet werden kann!

"Wenn ungesättigter Dampf (ein Gemisch, das sowohl Wasserdampf als auch flüssige Wassertröpfchen enthält) auf konstanten Druck erhitzt wird, bleibt seine Temperatur ebenfalls konstant, wenn die Dampfqualität (denken Sie an Trockenheit oder prozentualen gesättigten Dampf) in Richtung 100% ansteigt und trocken wird ( dh keine gesättigte Flüssigkeit) gesättigter Dampf. Ein fortgesetzter Wärmeeintrag erwärmt dann den trockenen gesättigten Dampf "super". - Wikipedia.

Überhitzter Dampf kann erzeugt werden, indem beispielsweise Dampf aus einem Kessel entnommen wird. Es wird dann durch eine separate Heizvorrichtung geleitet, die als Überhitzer bezeichnet wird, 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 in seinen gesättigten Zustand überhitzt werden. "- landesweitboiler.com.

Wofür wird Heißdampf verwendet?

Hier sind einige typische Anwendungen für überhitzten Dampf.

1. Desinfektion / Sterilisation

Überhitzter Dampf hat zwar einige Desinfektionsanwendungen, ist jedoch 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 die Stromerzeugung. Seine enorme innere Energie kann durch mechanische Ausdehnung gegen Turbinenschaufeln und Hubkolben für kinetische Reaktionen 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 sinken. Es bilden sich Flüssigkeitströpfchen, die zur Lochfraßbildung der Turbinenschaufeln führen können.

Mit genügend Kraft können sie sogar wichtige Komponenten der Turbine / des Motors verbiegen, reißen oder brechen. Offensichtlich ist dies insbesondere für größere, teurere Turbinen nicht wünschenswert.

Überhitzter Dampf ermöglicht auch höhere Dampfgeschwindigkeiten durch Rohre (typischerweise) 100 m / s). Dies bedeutet, dass kleinere Rohre zur Übertragung verwendet werden können (solange der Druckabfall nicht zu groß ist).

Es ist auch in Kernkraftwerken weit verbreitet.

3. Dampfmaschinen

Überhitzter Dampf wurde häufig in Dampflokomotiven und anderen Dampflösungen eingesetzt. Es erwies sich als wirtschaftlicher und effizienter als Sattdampf für den Antrieb der Lokomotive.

Da es effektiv trocken ist, kondensierte der Dampf weniger wahrscheinlich in den Zylindern der Lokomotive, so dass diese nicht regelmäßig abgelassen werden mussten.

4. Verarbeitung

Überhitzter Dampf wird auch für verschiedene Verarbeitungsanwendungen verwendet, wie:

- Trocknen

- Reinigung

- Dampfoxidation

- Schichtung

- Reaktionstechnik

- Epoxidtrocknung

- Aushärten

- Chemische Reaktionsverarbeitung

- Katalyse

- Energiesysteme

- Nanotechnologie

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 der Schädlingsbekämpfung verwendet werden. Es kann zum Beispiel zum Dämpfen des Bodens verwendet werden.

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.

Was ist die Temperatur von Heißdampf?

Dies hängt vollständig von der betreffenden 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.


Schau das Video: Was ist eigentlich.. der Dampfdruck? Moleküle an der Phasengrenze: gehen oder bleiben? (Juli 2022).


Bemerkungen:

  1. Qasim

    Es tut mir leid, Sie zu unterbrechen, aber ich schlage vor, in die andere Richtung zu gehen.

  2. Maladal

    Ich denke, dass Sie nicht Recht haben. Ich bin versichert. Ich kann die Position verteidigen. Schreiben Sie mir in PM, wir werden kommunizieren.

  3. Makoto

    Vielen Dank für Ihre Hilfe in dieser Angelegenheit, ich hätte auch gerne etwas, das Sie helfen können?

  4. Zaim

    Du hast nicht recht. Ich bin sicher. Senden Sie mir eine E -Mail an PM, wir werden diskutieren.



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