مرکز تماس
آب در طبیعت در سه حالت جامد (یخ)، مایع (آب)، گاز (بخار) وجود دارد. بخار در واقع فاز گازی آب است. چنانچه آب حرارت ببیند و دمای آن افزایش پیدا کند میتواند به بخار تبدیل شود. بخار در صنایع مختلف کاربرد وسیعی دارد که مهمترین آنها عبارتند از: گرمایش، استریل کردن، نیروی محرکه، اتمیزه کردن و ایجاد رطوبت. بخار مورد نیاز صنایع مختلف توسط دیگ بخار تولید میشود. در ادامه به توضیح هریک از این کاربردها میپردازیم.
کاربرد بخار
بدون شک مهمترین کاربرد بخار گرمایش توسط آن است. انتقال حرارت از جسمی به جسم دیگر هنگامی انجام میشود که بین آنها اختلاف دما وجود داشته باشد. اگر جسم با محیط اطراف خود هم دما باشد بین جسم و محیط، انتقال گرما وجود نخواهد داشت.
انتقال حرارت همواره از جسم با دمای بیشتر به جسم با دمای کمتر بوده و هرگز در جهت عکس صورت نمیگیرد. از این جهت میتوان گرما را به آبی تشبیه نمود که از یک مخزن در ارتفاع بالاتر به طرف مخزن در ارتفاع پایینتر جریان مییابد. انتقال حرارت بخار میتواند به طریق مختلف انجام گیرد.
به جریان حرارت از مادهای با درجه حرارت بیشتر به مادهای با درجه حرارت کمتر انتقال حرارت میگویند. به طور کلی حرارت به سه روش هدایت(رسانش)، جابجایی(وزش-همرفت) و تشعشع (تابش) انتقال مییابد.
با وجود اینکه اغلب اوقات حرارت از سه طریق منتقل میشود ولی بهتر است برای سهولت محاسبه، مطالعه هر یک از روشهای فوق، بصورت جداگانه صورت گیرد. جریان انتقال حرارت یکی از مسائل مهم و اساسی شاخه تأسیسات حرارتی و برودتی بوده و با محاسبه مقدار انتقال حرارت است که میتوان قدرت تجهیزات، ظرفیت، اندازه وسایل گرمکننده و سردکننده و همچنین مشخصات لولههای حامل و ناقل حرارت را بدست آورد. انتقال حرارت دو شکل خاص دارد:
در این حالت مقدار حرارت انتقالی در زمانهای منختلف ثابت بوده و تغییر نمیکند مانند جریان انتقال حرارت از جداری که درجه حرارت دو طرف آن در طول زمان انتقال حرارت، ثابت بماند که البته مثال عملی آن کمتر پیش میآید.
انتقال حرارت
در این حالت مقدار جریان حرارت بر حسب زمان تغییر نموده و ثابت نیست مانند انتقال حرارت از سطح داخلی یک دیوار گرم به سطح خارجی آن که دمای این سطح بر حسب تغییر شدت تابش آفتاب و یا تغییر سرعت وزش باد و عوامل دیگر در هر لحظه تغییر میکند و در نتیجه مقدار جریان حرارتی نسبت به زمان تغییر کرده که محاسبات آن مشکل و در بعضی مواقع غیر ممکن است.
در محاسبات تلفات حرارتی ساختمانها منظور از محاسبه بار حرارتی یا برودتی، تعیین مقدار تلفات حرارتی در حالتی است که هوای خارج، بدترین وضع و شرایط نامناسب فصل را دارا میباشد و همچمنین شرایط حرارتی داخل ساختمان نیز باید پایا فرض شود. بنابراین برای تعیین بار حرارتی و برودتی محاسبات انتقال از نوع جریان یکنواخت فرض خواهد شد.
هدایت فرایندی از انتقال حرارت است که توسط جنبش مولکولها صورت میگیرد و در بعضی موارد توسط جریان آزاد الکترونها و ارتعاشات شبکهای، از میان یک جسم (جامد، مایع یا گاز) از ناحیهای با دمای بالاتر به ناحیهای با دمای پایین انجام میشود.
انتقال حرارت از طریق هدایت، همچنین میتواند در اثر تماس یا اتصال دو جسم با دماهای مختلف صورت گیرد. در کوئلهای بخار گرمای بخار از طریق بدنه مسی، فولادی یا چدنی کوئل به سیال طرف دیگر که هوا یا آب است به همین شکل انتقال مییابد.
هیچکدام از سنگها و بتنها عایق حرارتی نیستند ولی انواع پشمها عایق خوب حرارتی میباشند. پوکه معدنی ضریب هدایت حرارتی پایینی دارد این ماده دانههای سبک حاصل از فعالیتهای آتشفشانی است که از دیگر مزایای آن میتوان به چند مورد زیر اشاره کرد:
در اجرای پوکه معدنی باید موارد زیر را رعایت نمود:
در این روش، انتقال حرارت توسط حرکت و جابجایی مولکولهای سیال (گاز یا مایع) صورت میگیرد. انتقال حرارت جابجایی منحصراً در گازها و مایعات که مولکولهای آنها قابلیت حرکت دارند امکانپذیر است.
در مورد انتقال گرما به طریق جابجایی نمیتوان مانند هدایت حرارتی، رابطهای ساده به دست آورد، زیرا مقدار گرمای مبادله شده بین سیال و سطح جسم جامد به عوامل متعددی از جمله زبری سطح، عمودی یا افقی قرار گرفتن سطح، چگالی سیال، گرمای ویژه، ضریب انتقال حرارتی سیال، سرعت سیال و غیره بستگی دارد.
تابش گرمایی به انرژی صادر شده از سطح خارجی یک جسم با دمای معین اطلاق میشود. انرژی تشعشعی توسط امواج الکترومغناطیسی (یا فوتونها) منتقل میشود. این امواج با سرعت نور منتشر میشوند و هرگاه به جسمی برخورد کنند که در برابر اشعه حرارتی شفاف نباشد (نظیر کف دست، دیوار اطاق و غیره) مقداری از انرژی این امواج جذب آنها شده و به حرارت تبدیل میشوند.
این نوع انتقال حرارت بر خلاف انتقال حرارت هدایت و جابجایی نیاز به محیط مادی ندارد. در حقیقت انتقال تشعشع در خلأ بهتر صورت میگیرد. بخشی از امواج تابش در هنگام عبور از هوا، جذب هوا میشود. با تابش امواج تشعشعی به یک سطح، بسته به خصوصیات آن مقداری از آن جذب جسم میشود و مقداری از آن از جسم عبور میکند و بقیه امواج از سطح جسم منعکس میشوند.
منظور از تعیین مقدار انتقال حرارت از طریق جابجایی سیال، بدست آوردن مقدار حرارتی است که از جابجا شدن حجم معین یک سیال از یک ناحیه به ناحیه دیگر منتقل میشود. مانند انتقال حرارت ناشی از نفوذ هوای بیرون به داخل اتاق.
بخار برای استریل کردن بهترین و در دسترسترین گزینه است. پرمصرفترین دستگاه استریل کننده توسط بخار اتوکلاو است. اتوکلاو یا دستگاه استریل کننده با بخار، یک محفظه دارای فشار است که در آن از بخار اشباع برای افزایش دما جهت استریلیزاسیون استفاده میشود. بخار تولید شده توسط دیگ بخار نیز برای فرآیند استریلیزه کردن و هموژنیزه کردن در صنایع غذایی مورد استفاده قرار میگیرد.
البته از آنجاییکه بخار نمیتواند در چربیها نفوذ کند بدین ترتیب وسایل آلوده به چربی باید از طریق دیگری استریل شوند. اتوکلاو باید در داخل آزمایشگاه وجود داشته باشد. اگر اتوکلاو در خارج از آزمایشگاه قرار داشت مواد و وسایل مورد نظر باید در ظروف ضد نشت و قابل استریل کردن بستهبندی شده و به اتوکلاو منتقل شوند.
نیروی محرکه بخار تولید شده توسط دیگ بخار برای به گردش در آوردن توربینهای نیروگاه تولید برق را میتوان پرکاربردترین استفاده از نیروی محرکه بخار دانست. از نیروی محرکه بخار در کشتیها نیز استفاده میشود. نیروی محرکه توربین بخار باعث ورود ذغال سنگ و دیگر سوختهای مورد استفاده در تولید بخار، بعنوان نیروی پیشرانش به کشتی گردید.
نیروی محرکه توربین بخار متداولترین نیروی محرکه دریایی در اواخر قرن ۱۹ و اوایل قرن بیستم بود. اما امروزه نیز در کشتیهای نظامی با سوخت هستهای به کمک بخار تولید شده توسط راکتور آبی نیروی محرکه بزرگترین کشتی فراهم میشود.
رطوبتزنی با بخار در اشکال مختلف و در محلهای مختلفی انجام میگیرد اما بدون شک ملموسترین شکل آن رطوبتزنی بخار در سونای بخار است. سونا رفتن باعث تعریق و ایجاد آرامش در بدن میشود و فواید بهداشتی فراوانی برای انسان دارد. کلمه سونا برگرفته از یک کلمه فنلاندی (ساونا) که به معنی قرار گرفتن در دود است، میباشد.
در این اتاق دریچههایی برای ورود بخار در نظر گرفته شده است. آب در بویلر به بخار تبدیل شده و سپس بخار آب وارد اتاق میگردد؛ به این ترتیب با اتاقی مملو از بخارهای داغ مواجه هستیم که محل بسیار مناسبی برای گرم شدن و عرق کردن بدن است. این اتاقها معمولاً آنچنان مملو از بخار هستند که به زحمت میتوان چیزی دید.
از بخار برای تمیز کردن انواع سطوح میتوان استفاده کرد و مثال بارز آن انواع بخارشویهای خانگی و کارواش بخار است. اما یکی از مهمترین کاراییهای بخار در تمیز کردن سطوح گرمایی دیگهای لولهآبی میباشد.
دودهزدا وسیلهای است که با دمیدن جت بخار بر روی سطوح تماس با گازهای کوره رسوبهای آن را جدا میکند. دودهزدا از دیواره دیگ وارد میشود و در مسیر جریان گازها قرار میگیرد بدین ترتیب بخار در مسیر فضای عبور گازها پخش میشود و رسوبها را از سطوح حرارتی جدا میکند.
دودهزداها میتوانند چند نازله و یا چند نوع جت چرخشی و یا از نوع پسامدی باشد. عملیات دودهزدایی موجب انتقال حرارت بهتر شده و میتواند به میزان ۱/۵ تا ۲ درصد در مصرف سوخت بویلر صرفهجویی کند.
برای آنکه سوختهای مایع بتوانند اختلاط مناسبی با هوا داشته باشند باید به صورت پودر دربیایند (اتمیزه شوند). یکی از روشهای اتمیزه کردن سوخت استفاده از نیروی بخار است.
پربازدیدترینها
دیدگاهها
دیدگاه خود را ثبت نمایید.
برای دریافت آخرین خبرها و محصولات ما به کانال تلگرام ما بپیوندید
با QR خوان تلفن همراهتان ما را دنبال کنید.
خوشحال خواهیم شد که اولین دیدگاه را شما ارسال نمائید.