Vapor sobrecalentado
El vapor sobrecalentado és un vapor a una temperatura superior al seu punt de vaporisació (ebullició) a la pressió absoluta a on es medix la temperatura.
Per lo tant, el vapor pot gelar-se (perdre energia interna) en certa cantitat, lo que resulta en una disminució de la seua temperatura sense canviar l'estat (és dir, la condensació) d'un gas a una mescla de vapor saturat i líquit. Si el vapor insaturado (una mescla que conté tant vapor d'aigua com a gotetes d'aigua líquida) es calfa a pressió constant, la seua temperatura també permaneixerà constant a mida que la calitat del vapor (pense en sequetat o percentage de vapor saturat) aumente cap al 100% i se seque (és dir, sense líquit saturat) vapor saturat. L'entrada contínua de calor després "super" calfarà el vapor sec saturat. Açò ocorrerà si el vapor saturat entra en contacte en una superfície en una temperatura més alta.
El vapor sobrecalentado i l'aigua líquida no poden coexistir baix equilibri termodinàmic, ya que qualsevol calor adicional simplement evapora més aigua i el vapor es convertirà en vapor saturat. No obstant, esta restricció pot violar-se temporalment en situacions dinàmiques (sense equilibri). Per a produir vapor sobrecalentado en una central elèctrica o per a processos (com a paper de secat), el vapor saturat extret d'una caldera es passa a través d'un dispositiu de calfament separat (un sobrecalentador) que transferix calor adicional al vapor per contacte o per radiació.
El vapor sobrecalentado no és adequat per a la esterilisació.[1] Açò es deu a que el vapor sobrecalentado està sec. El vapor sec deu alcançar temperatures molt més altes i els materials exposts durant un periodo de temps més llarc per a tindre la mateixa efectivitat; o igual valor de mort F0. El vapor sobrecalentado tampoc és útil per a calfar. El vapor saturat té un coeficient de transferència de calor de paret molt més alt.[2]
Es pot usar vapor llaugerament sobrecalentado per a la desinfecció antimicrobiana de biopelículas en superfícies dures.[3]
El major valor del vapor sobrecalentado radica en la seua tremenda energia interna que pot usar-se per a la reacció cinètica a través de l'expansió mecànica contra les pala de la turbina i els pistones alternatius, que produïx el moviment giratori d'un eix. El valor del vapor sobrecalentado en estes aplicacions és la seua capacitat per a lliberar enormes cantitats d'energia interna i permanéixer per damunt de la temperatura de condensació del vapor d'aigua; a les pressions a les que operen les turbines de reacció i els motors de pistón alternatiu.
D'importància primordial en estes aplicacions és el fet de que el vapor d'aigua que conté gotes de líquit arrastrat és generalment incompresible a eixes pressions. Si el vapor funciona en un motor o turbina alternatius, es gela a una temperatura a la que es formen gotes de líquit; Les gotes d'aigua arrastrades en el fluix de decorregut colpejaran les parts mecàniques de motors o turbines, en suficient força per a doblar-les, badar-les o fracturar-les.[4] sobrecalentamiento i la reducció de pressió a través de l'expansió asseguren que el fluix de vapor permaneixca com un gas compresible a lo llarc del seu pas a través d'una turbina o un motor, evitant danys en les parts mòvils internes.
Vapor saturat
[editar | editar còdic]El vapor saturat és vapor que està en equilibri en aigua calfada a la mateixa pressió, és dir, no s'ha calfat per damunt del punt d'ebullició per a la seua pressió. Açò contrasta en el vapor sobrecalentado, en el que el vapor (vapor) s'ha separat de les gotes d'aigua i després s'ha agregat calor adicional.
Estes gotes de condensació són una causa de dany a les pala de les turbines de vapor,[5] la raó per la qual tals turbines depenen d'un suministrament de vapor sec i sobrecalentado.
El vapor sec és vapor saturat que s'ha sobrecalentado molt llaugerament. Açò no és suficient per a canviar la seua energia de manera apreciable, pero és un aument de temperatura suficient per a evitar problemes de condensació, donada la pèrdua promig de temperatura en el circuit de suministrament de vapor. Cap al final de el XIX, quan el sobrecalentamiento encara era una tecnologia menys que certa, el secat al vapor donava els beneficis de sobrecalentamiento que evitaven la condensació sense requerir la sofisticada caldera o les tècniques d'lubricación del sobrecalentamiento complet.[6]
Pel contrari, el vapor d'aigua que inclou gotes d'aigua es descriu com a vapor humit. Si el vapor humit es calfa més, les gotes s'evaporen, i a una temperatura suficientment alta (que depén de la pressió), tota l'aigua s'evapora, el sistema està en equilibri vapor-líquit[7] i es convertix en vapor saturat .
El vapor saturat és ventajós en la transferència de calor per l'alta calor latent de vaporisació. És un modo molt eficient de transferència de calor. En térmens simples, el vapor saturat està en el seu punt de rocío a la temperatura i pressió corresponents. La calor latent típica de vaporisació (o condensació) és de 970 Btu / lb per a vapor saturat a pressió atmosfèrica.[8]
Usos
[editar | editar còdic]Màquina de vapor
[editar | editar còdic]El vapor sobrecalentado es va utilisar àmpliament en les locomotores de vapor de la llínea principal. El vapor saturat té tres desventages principals en una màquina de vapor: conté menudes gotes d'aigua que deuen drenarse periòdicament dels cilindres; estant precisament en el punt d'ebullició de l'aigua per a la pressió de la caldera en us, inevitablement es condensa fins a cert punt en les canonades i cilindres de vapor fòra de la caldera, causant una pèrdua desproporcionada de volum de vapor en fer-ho; i posa una gran demanda en la caldera.
El sobrecalentamiento del vapor ho seca efectivament, eleva la seua temperatura a un punt a on la condensació és molt manco provable i aumenta significativament el seu volum. Sumats, estos factors aumenten el poder i l'economia de la locomotora. Les principals desventages són la complexitat i el cost adicionals de la canonada del sobrecalentador i l'efecte advers que té el vapor "sec" en la lubricación de components mòvils com les vàlvules de vapor. Les locomotores de derivació generalment no usaven sobrecalentamiento.
La disposició normal implicava prendre vapor despuix de la vàlvula reguladora i passar-ho a través de llarcs tubos de sobrecalentamiento dins de tubos de fòc especialment grans de la caldera. Els tubos del sobrecalentador tenien una curva invertida ("torpedo") en l'extrem de la cámara per a que el vapor tinguera que passar la llongitut de la caldera a lo manco dos voltes, arreplegant calor mentres ho feya.
Tractament
[editar | editar còdic]Atres usos potencials del vapor sobrecalentado inclouen: secat, neteja, estratificació, ingenieria de reacció, secat en epoxi i us de películes a on es requerix vapor saturat a molt sobrecalentado a una pressió atmosfèrica o alta pressió. Ideal para secat al vapor, oxidació al vapor i processament químic. Els usos són en tecnologies de superfície, tecnologies de neteja, secat al vapor, catálisis, processament de reaccions químiques, tecnologies de secat de superfície, tecnologies de curat, sistemes d'energia i nanotecnología. El vapor sobrecalentado generalment no s'usa en un bescanviador de calor pel baix coeficient de transferència de calor.[9] En les indústries de refinación i hidrocarburs, el vapor sobrecalentado s'utilisa principalment per a l'extracció i neteja.
Control de plagues
[editar | editar còdic]El vapor sobrecalentado s'usa para vaporizar el sol. El vapor s'induïx en el sol, lo que fa que casi tot el material orgànic es deteriore. La vaporisació del sol és una alternativa efectiva als productes químics en l'agricultura.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ William D. Wise, "Succeed at steam sterilization [1] archivat en Wayback Machine., "Chemical processing" 27 November 2005. Retrieved 2010-10-10.
- ↑ Saturated steam vs superheated steam: Site for SCCS Group [2] archivat en Wayback Machine.. Systhermique.com. Retrieved on 2012-10-01.
- ↑ (2012).American Journal of Infection Control.40(10)
- 926–930.doi:10.1016/j.ajic.2011.11.013.
- ↑ Leyzerovich, A. S., Wet-Steam Turbines for Nuclear Power Plants, PennWell, USA, 2005.Plantilla:Pàgina requerida
- ↑ Roy, G.J. (1975). Steam Turbines and Gearing, Stanford Maritime, pp. 36–37. ISBN 978-0-540-07338-2.
- ↑ Hills, Richard L. (1989). Power From Steam, Cambridge University Press, p. 203. ISBN 978-0-521-45834-4.
- ↑ Singh (2001). Introduction to Food Engineering, Academic Press. ISBN 978-0-12-646384-2.Plantilla:Pàgina requerida
- ↑ «Saturated Steam Calculator». Spirax Sarco.. Archivat des d'el original, el 14 de setembre de 2017. Consultat el 13 de setembre de 2017.
- ↑ Superheated Steam : International site for Spirax Sarco. Spiraxsarco.com. Retrieved on 2012-01-25.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Vapor sobrecalentado» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.