Kodėl perkaitintus garus reikia redukuoti iki sočiųjų garų?

01. Sotieji garai
Kai vanduo užvirinamas esant tam tikram slėgiui, jis pradeda garuoti ir palaipsniui virsta garais. Šiuo metu garų temperatūra yra soties temperatūra, kuri vadinama „sočiaisiais garais“. Ideali sočiųjų garų būsena reiškia vienareikšmį temperatūros, slėgio ir garų tankio santykį.

02. Perkaitinti garai
Kai sočiųjų garų kaitinimas tęsiasi ir jų temperatūra kyla bei viršija soties temperatūrą esant tokiam slėgiui, garai tampa „perkaitintais garais“ su tam tikru perkaitimo laipsniu. Šiuo atveju slėgis, temperatūra ir tankis neturi vienareikšmiško atitikmens. Jei matavimas vis dar pagrįstas sočiųjų garų duomenimis, paklaida bus didesnė.

Realioje gamyboje dauguma vartotojų centralizuotam šildymui pasirinks šilumines elektrines. Jėgainės gaminamas perkaitintas garas yra aukštos temperatūros ir aukšto slėgio. Prieš transportuojant jį į šilumos tiekėją, jis turi praeiti per perkaitinto garo ir slėgio mažinimo stoties sistemą, kad paverstų jį sočiuoju garu. Vartotojams perkaitintas garas gali išskirti naudingiausią latentinę šilumą tik tada, kai atvėsta iki sočiosios būsenos.

Perkaitintam garui transportuojant dideliu atstumu, keičiantis darbo sąlygoms (pvz., temperatūrai ir slėgiui), kai perkaitinimo laipsnis nėra didelis, dėl šilumos nuostolių temperatūra sumažėja, todėl garas iš perkaitintos būsenos gali pereiti į sočiąją arba persotinąją būseną ir virsti sočiaisiais garais.

Kodėl perkaitintus garus reikia redukuoti iki sočiųjų garų?
1.Perkaitinto garo išskyrimas iš garavimo entalpijos turi būti atliktas prieš atvėsinant jį iki soties temperatūros. Atvėsus iki soties temperatūros, išsiskirianti šiluma yra labai maža, palyginti su garavimo entalpija. Jei garo perkaitimas mažas, šią šilumos dalį gana lengva išskirti, tačiau jei perkaitimas didelis, aušinimo laikas bus gana ilgas ir per tą laiką bus galima išskirti tik nedidelę šilumos dalį. Palyginti su sočiųjų garų garavimo entalpija, atvėsus iki soties temperatūros, perkaitinto garo išsiskirianti šiluma yra labai maža, o tai sumažins gamybos įrangos našumą.

2.Skirtingai nuo sočiųjų garų, perkaitinto garo temperatūra nėra aiški. Perkaitintas garas turi būti atvėsintas, kad galėtų išskirti šilumą, o sočiųjų garų šiluma išsiskiria tik fazės pokyčio būdu. Kai karštas garas išskiria šilumą, šilumos mainų įrangoje susidaro temperatūros gradientas. Svarbiausias gamybos aspektas yra garo temperatūros stabilumas. Garo stabilumas yra palankus šildymo valdymui, nes šilumos perdavimas daugiausia priklauso nuo garo ir temperatūros skirtumo, o perkaitinto garo temperatūrą sunku stabilizuoti, o tai nepadeda reguliuoti šildymo.

3.Nors perkaitinto garo temperatūra esant tam pačiam slėgiui visada yra aukštesnė nei sočiųjų garų, jo šilumos perdavimo pajėgumas yra daug mažesnis nei sočiųjų garų. Todėl perkaitinto garo efektyvumas šilumos perdavimo metu esant tam pačiam slėgiui yra daug mažesnis nei sočiųjų garų.

Todėl įrangos veikimo metu perkaitinto garo pavertimo sočiaisiais garais per garų aušintuvą privalumai nusveria trūkumus. Jo privalumus galima apibendrinti taip:

Sočiųjų garų šilumos perdavimo koeficientas yra didelis. Kondensacijos proceso metu šilumos perdavimo koeficientas yra didesnis nei perkaitinto garo šilumos perdavimo koeficientas dėl „perkaitinimo-šilumos perdavimo-aušinimo-sotinimo-kondensacijos“.

Dėl žemos temperatūros sočiųjų garų naudojimas taip pat turi daug privalumų įrangos veikimui. Jie gali taupyti garus ir yra labai naudingi mažinant garų suvartojimą. Paprastai sočiųjų garų naudojimas šilumokaičiams chemijos gamyboje.