Kāpēc pārkarsēts tvaiks ir jāpārveido par piesātinātu tvaiku?

01. Piesātināts tvaiks
Kad ūdens noteiktā spiedienā tiek uzkarsēts līdz vārīšanās temperatūrai, tas sāk iztvaikot un pakāpeniski pārvēršas tvaikā. Šajā brīdī tvaika temperatūra ir piesātinājuma temperatūra, ko sauc par "piesātinātu tvaiku". Ideāls piesātināta tvaika stāvoklis attiecas uz viennozīmīgu attiecību starp temperatūru, spiedienu un tvaika blīvumu.

02. Pārkarsēts tvaiks
Kad piesātinātais tvaiks turpina karsēt un tā temperatūra paaugstinās un pārsniedz piesātinājuma temperatūru šajā spiedienā, tvaiks ar noteiktu pārkaršanas pakāpi kļūst par "pārkarsētu tvaiku". Šajā laikā spiedienam, temperatūrai un blīvumam nav viennozīmīgas atbilstības. Ja mērījums joprojām balstās uz piesātinātu tvaiku, kļūda būs lielāka.

Faktiskajā ražošanā lielākā daļa lietotāju centralizētai apkurei izvēlēsies izmantot termoelektrostacijas. Elektrostacijas saražotais pārkarsētais tvaiks ir augstas temperatūras un augsta spiediena. Tam jāiziet cauri pārkarsēšanas un spiediena samazināšanas stacijas sistēmai, lai pārkarsēto tvaiku pārvērstu piesātinātā tvaikā, pirms to transportē uz lietotājiem. Lietotājiem pārkarsēts tvaiks var atbrīvot visnoderīgāko latento siltumu tikai tad, kad tas tiek atdzesēts līdz piesātinātam stāvoklim.

Pēc pārkarsēta tvaika transportēšanas lielos attālumos, mainoties darba apstākļiem (piemēram, temperatūrai un spiedienam), ja pārkaršanas pakāpe nav augsta, temperatūra pazeminās siltuma zudumu dēļ, ļaujot tam no pārkarsēta stāvokļa nonākt piesātinātā vai pārsātinātā stāvoklī un pēc tam pārveidoties par piesātinātu tvaiku.

Kāpēc pārkarsēts tvaiks ir jāpārveido par piesātinātu tvaiku?
1.Pārkarsēts tvaiks ir jāatdzesē līdz piesātinājuma temperatūrai, pirms tas var atbrīvot iztvaikošanas entalpiju. Siltums, kas izdalās no pārkarsēta tvaika atdzišanas līdz piesātinājuma temperatūrai, ir ļoti mazs salīdzinājumā ar iztvaikošanas entalpiju. Ja tvaika pārkaršana ir maza, šo siltuma daļu ir relatīvi viegli atbrīvot, bet, ja pārkaršana ir liela, dzesēšanas laiks būs relatīvi ilgs, un šajā laikā var atbrīvoties tikai neliela daļa siltuma. Salīdzinot ar piesātināta tvaika iztvaikošanas entalpiju, pārkarsēta tvaika atbrīvotais siltums, atdzesējot to līdz piesātinājuma temperatūrai, ir ļoti mazs, kas samazinās ražošanas iekārtu veiktspēju.

2.Atšķirībā no piesātināta tvaika, pārkarsēta tvaika temperatūra nav noteikta. Pārkarsēts tvaiks ir jāatdzesē, pirms tas var atbrīvot siltumu, savukārt piesātināts tvaiks atbrīvo siltumu tikai fāzes maiņas ceļā. Kad karsts tvaiks atbrīvo siltumu, siltumapmaiņas iekārtās rodas temperatūras gradients. Vissvarīgākais ražošanā ir tvaika temperatūras stabilitāte. Tvaika stabilitāte veicina sildīšanas kontroli, jo siltuma pārnešana galvenokārt ir atkarīga no temperatūras starpības starp tvaiku un temperatūru, un pārkarsēta tvaika temperatūru ir grūti stabilizēt, kas neveicina sildīšanas kontroli.

3.Lai gan pārkarsēta tvaika temperatūra pie tāda paša spiediena vienmēr ir augstāka nekā piesātināta tvaika temperatūra, tā siltuma pārneses jauda ir daudz zemāka nekā piesātinātam tvaikam. Tāpēc pārkarsēta tvaika efektivitāte siltuma pārneses laikā pie tāda paša spiediena ir daudz zemāka nekā piesātinātam tvaikam.

Tādēļ iekārtas darbības laikā pārkarsēta tvaika pārvēršana piesātinātā tvaikā, izmantojot desupersildītāju, sniedz priekšrocības, kas atsver trūkumus. Tās priekšrocības var apkopot šādi:

Piesātināta tvaika siltuma pārneses koeficients ir augsts. Kondensācijas procesā siltuma pārneses koeficients ir augstāks nekā pārkarsēta tvaika siltuma pārneses koeficients, izmantojot "pārkaršanu-siltuma pārnesi-dzesēšanu-piesātināšanu-kondensāciju".

Zemās temperatūras dēļ piesātinātajam tvaikam ir arī daudz priekšrocību iekārtu darbībai. Tas var ietaupīt tvaiku un ir ļoti noderīgs tvaika patēriņa samazināšanai. Parasti piesātināto tvaiku izmanto siltumapmaiņai ķīmiskajā ražošanā.