2018 1آگوست

بخار اشباع چیست و چگونه تولید می شود؟

بخار اشباع یکی از انواع بخار آب است. در حقیقت بخار انواع مختلفی دارد که برای استفاده صنعتی خاص از انواع مختلف آن استفاده می شود. قبل از اینکه انواع بخار را معرفی کرده و با بخار اشباع آشنا شویم ابتدا به معرفی بخار و آب خواهیم پرداخت .

آب به عنوان یکی از عناصر اصلی طبیعت در زندگی بشر و موجودات زنده تاثیرات مستقیم و غیر مستقیم زیادی داشته است. بشر با آب رفع عطش نموده، به کمک آب به نظافت خود و محیط زندگی خود پرداخته ، از نیروی آب برای انجام کارهای سخت و سنگین مثل چرخش پره های آسیاب آبی استفاده نموده است به مرور با پیشرفت تکنولوژی بشر یاد می‌گیرد که از آب بصورت های دیگری نیز می تواند استفاده نماید. کاربرد یخ و آب خنک برای حفاظت از مواد غذایی و تازه نگه داشتن آن، استفاده از آب گرم برای شستشوی راحت تر، استفاده از نیرو و گرمای بخار برای تولید انرژی های مورد نیاز مثل گرمایی یا الکتریکی کاربردهای مختلفی است که حالت‌های گوناگون آب می‌تواند داشته باشد.

در فشار یک اتمسفر و دمای ۱۰۰ درجه سانتیگرد آب از حالت مایع به بخار تبدیل می‌شود. بخار آب حجم بسیار بیشتری از آب دارد . در فشار یک اتمسفر حجم بخار ۱۶۰۰ برابر آب است.

چنانچه فشار بخار افزایش پیدا کند دمای آن بسیار بیشتر خواهد شد. بخار در صنایع مختلف به عنوان تمیز کننده بخار، ایجاد گرمایش برای مصارف ساخت و گرمایش و استفاده از بخار بعنوان حلال در صنایع مختلف کاربرد دارد. این بخار مصرفی بوسیله بویلر ها و دیگ بخار صنعتی تولید می شود.

آنتالپی مخصوص بخار چیست؟

انرژی نهفته در واحد جرم بخار را آنتالپی آن می گویند. واحد آنتالپی کیلوژول بر کیلوگرم (Kj/Kg) است. هرچه فشار و دمای آب بالاتر باشد آنتالپی آن بیشتر است. گرمای نهان آب مقدار قابل توجهی است به همین دلیل انرژی نهفته در بخار مقدرا قابل توجهی است و مطابق قوانین فیزیکی حاکم بر گازها هرچه فشار بالاتر باشد مقدار این انرژی بالاتر می رود.علاوه بر انرژی بالا آب مزایای دیگری نیز دارد :

بخار آب استریل بوده و هیچگونه خطر مسمومیت ندارد.

آب مورد نیاز برای تولید بخار در همه جا در دسترس است.

به کمک بخار میتوان انتقال حرارت را بخوبی انجام داد.

اگر بدلیل مشکلات در سیستم بخار نشتی داشته باشد آلودگی محیطی ایجاد نمی شود.

امروزه بدلیل همه امتیازات گفته شده در صنایع مختلف بخار استفاده های زیادی دارد و بسیار مورد توجه قرار گرفته است .

انواع مختلف بخار

بخار اشباع و بخار سوپرهیت

ازآنجایی که آب در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد و در فشار یک اتمسفر به بخار تبدیل می شود در اصطلاح میگویند در فشار یک اتمسفر دمای اشباع آب ۱۰۰ درجه سانتیگراد است. هرچه فشار بالاتر باشد دمای اشباع آب بیشتر می شود. رابطه بین دمای اشباع و فشار با منحنی بخار اشباع نمایش داده می شود.

اگر شرایط به گونه ای باشد که در یک فشار مشخص دمای آب بالاتر از منحنی بخار اشباع وجود داشته باشد به آن اصطلاحا بخار سوپرهیت یا بخار فوق گرم گفته می شود. بنابراین در دمای سوپرهیت آب اصلا وجود ندارد فقط بخار خیلی داغ موجود است. به همین دلیل میتوان سرعت حرکت بخار سوپر هیت را بالاتر از بخار اشباع در نظر گرفت.

جدول بخار اشباع

برای محاسبه فشار و بخار مورد نیاز برای صنایع مختلف ، اغلب متخصصان این رشته از ابزاری به نام جدول بخار اشباع استفاده می نمایند . در این جدول فشار بخار اشباع در درجه حرارت های مختلف نمایش داده شده است . بقیه موارد مورد نیاز مهندسین صنایع مثل گرمای نهان تبخیر، آنتالپی آب یا بخار اشباع و  و حجم بخار اشباع مشخص شده است.

حجم بخار اشباع چقدر است ؟

هرچه فشار بیشتر باشد حجم بخار کمتر خواهد شد . اگر از فشار ۰ بار به فشار ۷ بار برسیم حجم بخار به شدت و سرعت زیاد کاهش پیدا می کند و بعد از آن این شدت کم خواهد شد.در نمودار زیر این روند را مشاهده خواهید نمود.

نمودار بخار اشباع

نمایش رابطه فشار و دمای بخار اشباع