Buhar - Steam
Buhar olan su içinde gaz fazı. Bu, buharlaşma nedeniyle veya suyun buharlaşma entalpisine ulaşana kadar ısı uygulandığı kaynama nedeniyle oluşabilir . Doymuş veya aşırı ısıtılmış buhar görünmezdir; bununla birlikte, "buhar" genellikle ıslak buharı, su buharı yoğunlaşırken oluşan su damlacıklarının görünür sisini veya aerosolünü ifade eder .
Standart sıcaklık ve basınçta su hacmi 1700 kat artar ; hacimdeki bu değişim, buhar motorlarının bir alt grubu olan pistonlu pistonlu tip motorlar ve buhar türbinleri gibi buhar motorları tarafından mekanik işe dönüştürülebilir . Piston tipi buhar motorları Sanayi Devrimi'nde merkezi bir rol oynamıştır ve modern buhar türbinleri, dünya elektriğinin %80'inden fazlasını üretmek için kullanılmaktadır . Sıvı su çok sıcak bir yüzeyle temas ederse veya buhar basıncının altına hızla düşerse, buhar patlaması yaratabilir .
Buhar türleri ve dönüşümler
Buhar geleneksel olarak bir kazanın kömür ve diğer yakıtların yakılmasıyla ısıtılmasıyla elde edilir, ancak güneş enerjisiyle buhar oluşturmak da mümkündür. Su damlacıkları içeren su buharı, ıslak buhar olarak tanımlanır . Islak buhar daha fazla ısıtıldıkça, damlacıklar buharlaşır ve yeterince yüksek bir sıcaklıkta (basınca bağlıdır) tüm su buharlaşır ve sistem buhar-sıvı dengesindedir . Buhar bu denge noktasına ulaştığında doymuş buhar olarak adlandırılır .
Kızgın buhar , yalnızca tüm sıvı su buharlaştığında veya sistemden çıkarıldığında meydana gelen, basınç için kaynama noktasından daha yüksek bir sıcaklıktaki buhardır .
Buhar tabloları , su/doymuş buhar için termodinamik veriler içerir ve genellikle mühendisler ve bilim adamları tarafından, buhar içeren termodinamik döngülerin kullanıldığı ekipmanların tasarımı ve çalıştırılmasında kullanılır. Ek olarak, bu makalede gösterilen sıcaklık-entropi diyagramı veya Mollier diyagramı gibi su/buhar için termodinamik faz diyagramları faydalı olabilir. Buhar çizelgeleri ayrıca termodinamik çevrimleri analiz etmek için kullanılır.
Buhar için entalpi-entropi (hs) diyagramı . | Buhar için basınç-entalpi (ph) diyagramı. | Buhar için sıcaklık-entropi (Ts) diyagramı. |
kullanır
Tarımsal
Olarak tarım , buhar için kullanılan toprak sterilize zararlı kimyasal maddelerin kullanımını önlemek ve geliştirmek için toprak sağlığını .
Kimyasal
Buhar, özellikle petrokimya endüstrisinde , çeşitli kimyasal işlemlerde reaktan olarak kullanılmaktadır . Uzun zincirli hidrokarbonların buharla parçalanması , yakıt veya kimyasal uygulamalar için daha düşük moleküler ağırlıklı hidrokarbonlar üretir. Buhar reformasyonu sentez gazı veya hidrojen üretir .
Yerel
Buharın ısı aktarma kapasitesi evde de kullanılır: sebze pişirmek, kumaş, halı ve döşemelerin buharla temizlenmesi ve binaların ısıtılması için. Her durumda, su bir kazanda ısıtılır ve buhar enerjiyi hedef nesneye taşır. Buhar ayrıca, kırışıkları gidermek ve giysilerde kasıtlı kırışıklıklar oluşturmak için ısı ile yeterli nem eklemek için giysilerin ütülenmesinde kullanılır.
Elektrik üretimi (ve kojenerasyon)
2000 itibariyle, tüm elektriğin yaklaşık %90'ı , çalışma sıvısı olarak buhar kullanılarak , neredeyse tamamı buhar türbinleri tarafından üretildi .
Elektrik üretiminde, buhar tipik olarak genleşme döngüsünün sonunda yoğuşturulur ve yeniden kullanım için kazana geri gönderilir. Ancak, kojenerasyonda buhar, elektrik üretim döngüsünde kullanıldıktan sonra ısı enerjisi sağlamak için bir bölgesel ısıtma sistemi aracılığıyla binalara borulanır . Dünyanın en büyük buhar üretim sistemi, Manhattan'daki yedi kojenerasyon tesisinden 100.000 binaya buhar pompalayan New York City buhar sistemidir .
Enerji depolama
Diğer endüstriyel uygulamalarda , genellikle borular yoluyla ısı transferi ile verilen ve çıkarılan enerji depolaması için buhar kullanılır . Buhar, suyun yüksek buharlaşma ısısı nedeniyle termal enerji için geniş bir rezervuardır .
Ateşsiz buharlı lokomotifler , geleneksel bir lokomotifin kazanına benzeyen büyük bir tankta gemide depolanan buhar kaynağından çalışan buharlı lokomotiflerdi . Bu tank, kağıt fabrikaları gibi birçok büyük fabrikada olduğu gibi proses buharı ile dolduruldu . Lokomotifin tahrikinde, tipik bir buharlı lokomotifte olduğu gibi pistonlar ve bağlantı çubukları kullanılmıştır. Bu lokomotifler çoğunlukla bir kazanın ateş kutusundan yangın çıkma riskinin olduğu yerlerde kullanıldı, ancak aynı zamanda bol miktarda buhar kaynağı olan fabrikalarda da kullanıldı.
mekanik çaba
Buhar motorları ve buhar türbinleri , mekanik işleri gerçekleştirmek için bir pistonu veya türbini çalıştırmak için buharın genişlemesini kullanır . Nispeten az pompalama gücü harcaması ile yüksek basınçta yoğuşmuş buharı su-sıvı olarak kazana geri döndürme yeteneği önemlidir. Buharın suya yoğunlaşması genellikle bir buhar türbininin düşük basınçlı ucunda meydana gelir, çünkü bu enerji verimliliğini en üst düzeye çıkarır , ancak aşırı türbin kanadı aşınmasını önlemek için bu tür ıslak buhar koşulları sınırlandırılmalıdır. Mühendisler , buhar motorlarının davranışını modellemek için idealize edilmiş bir termodinamik çevrim olan Rankine çevrimini kullanırlar. Buhar türbinleri genellikle elektrik üretiminde kullanılır.
Sterilizasyon
Bir otoklav basıncı altında buhar kullanır, Mikrobiyoloji Laboratuarlarında ve benzer ortamlarda kullanılan sterilizasyon .
Buhar, özellikle kuru (yüksek derecede ısıtılmış) buhar, sterilizasyon seviyelerine kadar bile antimikrobiyal temizlik için kullanılabilir. Buhar, toksik olmayan bir antimikrobiyal ajandır.
Borularda buhar
Buhar, elektrik hatları için borularda kullanılır . Ayrıca boru hatlarında ve kaplarda tek tip sıcaklığı korumak için boruların mantolanmasında ve izlenmesinde kullanılır.
Ahşap işleme
Ahşabı bükme, böcekleri öldürme ve plastisiteyi arttırma sürecinde buhar kullanılır.
beton işleme
Özellikle prefabriklerde kurutmayı vurgulamak için buhar kullanılmaktadır. Beton hidratasyon sırasında ısı ürettiğinden ve buhardan gelen ek ısı betonun sertleşme reaksiyon süreçlerine zarar verebileceğinden dikkatli olunmalıdır.
Temizlik
Liflerin ve diğer malzemelerin temizlenmesinde, bazen boyamaya hazırlıkta kullanılır. Buhar ayrıca sertleşmiş gres ve yağ artıklarının eritilmesinde de faydalıdır, bu nedenle mutfak zeminlerinin ve ekipmanlarının ve içten yanmalı motorların ve parçalarının temizlenmesinde faydalıdır. Sıcak su spreyine kıyasla buhar kullanmanın avantajları arasında, buharın daha yüksek sıcaklıklarda çalışabilmesi ve dakikada önemli ölçüde daha az su kullanması yer alır.
Ayrıca bakınız
- elektrifikasyon
- Yemek vapuru veya buharlı pişirici
- Gayzer - jeotermal olarak üretilen buhar
- IAPWS — IAPWS-IF97 (endüstriyel simülasyon ve modellemede kullanım için) ve IAPWS-95 (genel amaçlı ve bilimsel bir korelasyon) dahil olmak üzere buharın termodinamik özellikleri için uluslararası standart korelasyonları koruyan bir birlik .
- Sanayi devrimi
- Canlı buhar
- Seri üretim
- Nükleer enerji — ve enerji santralleri elektrik üretmek için buhar kullanır
- Oksihidrojen gazı
- Psikrometrik - nemli hava/buhar karışımları, nem ve klima
- Buharlı lokomotif
- buğulama
- Sterilizasyon (mikrobiyoloji)
Referanslar
Dış bağlantılar
Wikiversity, rakamlar ve Matlab kodu içeren buhar tablolarına sahiptir.