Miksi ylikuumennettu höyry täytyy pelkistää kylläiseksi höyryksi?

01. Kyllästetty höyry
Kun vesi kuumennetaan kiehuvaksi tietyssä paineessa, se alkaa höyrystyä ja muuttuu vähitellen höyryksi. Tässä vaiheessa höyryn lämpötila on kyllästyslämpötila, jota kutsutaan "kyllästyneeksi höyryksi". Ihanteellinen kylläisen höyryn tila viittaa lämpötilan, paineen ja höyryn tiheyden väliseen yksi-yhteen-suhteeseen.

02. Ylikuumennettu höyry
Kun kylläistä höyryä kuumennetaan edelleen ja sen lämpötila nousee ja ylittää kyllästyslämpötilan tässä paineessa, höyrystä tulee tietynasteista ylikuumentunutta höyryä. Tällöin paine, lämpötila ja tiheys eivät ole täysin samanarvoisia. Jos mittaus perustuu edelleen kylläiseen höyryyn, virhe on suurempi.

Todellisessa tuotannossa useimmat käyttäjät valitsevat lämpövoimalaitokset keskuslämmitykseen. Voimalaitoksen tuottama ylikuumennettu höyry on korkean lämpötilan ja paineen omaavaa. Sen on kuljettava ylikuumennetun höyryn ja paineenalennusaseman läpi, jotta ylikuumennettu höyry muuttuu kylläiseksi höyryksi ennen sen kuljettamista käyttäjille. Käyttäjille ylikuumennettu höyry voi vapauttaa hyödyllisimmän latenttilämpönsä vasta, kun se jäähdytetään kylläiseen tilaan.

Kun ylikuumennettua höyryä on kuljetettu pitkän matkan, työolosuhteiden (kuten lämpötilan ja paineen) muuttuessa, kun ylikuumenemisaste ei ole korkea, lämpötila laskee lämpöhäviön vuoksi, jolloin höyry siirtyy ylikuumennetusta tilasta kylläiseen tai ylikyllästyneeseen tilaan ja muuttuu sitten kylläiseksi höyryksi.

Miksi ylikuumennettu höyry täytyy pelkistää kylläiseksi höyryksi?
1.Ylikuumentunut höyry on jäähdytettävä kyllästyslämpötilaan ennen kuin se voi vapauttaa haihtumisentalpian. Ylikuumennetun höyryn jäähtyessä kyllästyslämpötilaan vapautuva lämpö on hyvin pieni verrattuna haihtumisentalpiaan. Jos höyryn ylikuumeneminen on pieni, tämä osa lämmöstä on suhteellisen helppo vapauttaa, mutta jos ylikuumeneminen on suuri, jäähdytysaika on suhteellisen pitkä ja vain pieni osa lämmöstä voi vapautua tänä aikana. Verrattuna kylläisen höyryn haihtumisentalpiaan, ylikuumennetun höyryn kyllästyslämpötilaan jäähdytettäessä vapauttama lämpö on hyvin pieni, mikä heikentää tuotantolaitteiden suorituskykyä.

2.Toisin kuin kyllästetty höyry, ylikuumennetun höyryn lämpötila ei ole varma. Ylikuumentunut höyry on jäähdytettävä ennen kuin se voi vapauttaa lämpöä, kun taas kylläinen höyry vapauttaa lämpöä vain faasimuutoksen kautta. Kun kuuma höyry vapauttaa lämpöä, lämmönvaihtolaitteessa syntyy lämpötilagradientti. Tärkeintä tuotannossa on höyryn lämpötilan vakaus. Höyryn vakaus edistää lämmön säätöä, koska lämmönsiirto riippuu pääasiassa höyryn ja lämpötilan välisestä lämpötilaerosta, ja ylikuumennetun höyryn lämpötilaa on vaikea vakauttaa, mikä ei edistä lämmön säätöä.

3.Vaikka ylikuumennetun höyryn lämpötila samassa paineessa on aina korkeampi kuin kylläisen höyryn, sen lämmönsiirtokyky on paljon alhaisempi kuin kylläisen höyryn. Siksi ylikuumennetun höyryn hyötysuhde on paljon alhaisempi kuin kylläisen höyryn lämmönsiirrossa samassa paineessa.

Siksi laitteiston käytön aikana ylikuumennetun höyryn muuttaminen kylläiseksi höyryksi ylikuumentimen avulla tuo enemmän etuja kuin haittoja. Sen edut voidaan tiivistää seuraavasti:

Kyllästetyn höyryn lämmönsiirtokerroin on korkea. Lauhtumisprosessin aikana lämmönsiirtokerroin on "ylikuumenemisen-lämmönsiirron-jäähdytyksen-kyllästymisen-lauhtumisen" kautta korkeampi kuin ylikuumennetun höyryn lämmönsiirtokerroin.

Matalan lämpötilansa ansiosta kylläisellä höyryllä on myös monia etuja laitteiden toiminnalle. Se voi säästää höyryä ja on erittäin hyödyllinen höyrynkulutuksen vähentämisessä. Yleensä kylläistä höyryä käytetään lämmönvaihtohöyrynä kemianteollisuudessa.