تئوری بخار

کاربرد های عمده بخار
مارس 6, 2021

تئوری بخار

1.بخار چیست؟

بخار ، گازی است که با عبور آب از حالت مایع به حالت گازی تشکیل میشود.در سطح مولکولی، این پدیده زمانی رخ می دهد که مولکولهای H2O موفق می شوند از پیوندهایی (پیوند های هیدروژن) که آنها را در کنار هم نگه داشته جدا شوند.

بخار چگونه کار میکند:

در آب مایع ، مولکول های H2O دائما به هم متصل شده و از هم جدا می شوند.با گرم شدن تدریجی مولکول های آب ، پیوند های اتصال دهنده مولکول ها بیشتر از انکه به هم بچسبند ، شروع به شکستن میکنند. در نهایت ، وقتی گرمای کافی تأمین شود، برخی از مولکول ها آزاد می شوند.این مولکولهای”آزاد” گاز شفافی را تشکیل می دهند که ما آن را بخار یا به طور خاص بخار خشک می نامیم.

بخار خشک در مقابل بخار تر:

در صنایعی با کاربرد بخار،دو نوع بخار که معمولاً از آنها استفاده می شود بخار خشک (بخار اشباع) و بخار تر هستند.

  •  اصطلاح بخار خشک هنگامی به آب اطلاق میشود که تمام مولکول های آب، در حالت گازی قرار بگیرند.این بخار ، یک گاز شفاف است.
  • اصطلاح بخار تر هنگامی به آب اطلاق می شود که بخشی از مولکول های آب، انرژی خود (گرمای نهان) را رها کرده و متراکم شده و قطرات ریز آب را تشکیل دهند

مثلا یک کتری آب جوش را در نظر بگیرید؛ آب ابتدا با استفاده از یک منبع انرژی گرم می شود. هر چه آب گرمای بیشتری از منبع جذب کند، مولکول های آن بیشتر تحریک شده و شروع به جوشیدن می کنند. هنگامی که انرژی کافی جذب شد، بخشی از آب بخار می شود، که می تواند افزایش 1600 برابری در حجم مولکولی سیال را به همراه داشته باشد.

گاهی اوقات می توان چیزی شبیه مه را از دهانه کتری مشاهده کرد. این مه نمونه ای از چگونگی از بین رفتن بخار خشک است که در اتمسفر سردتر در حین انتقال آن به هوای محیط ، مقداری از انرژی خود را از دست می دهد. در صورت از دست رفتن انرژی کافی، پیوندهای بین مولکولی دوباره شروع به تشکیل می کنند و قطرات ریزی در هوا دیده می شود. به این مخلوط آب در حالت مایع (قطرات ریز) و حالت گازی (بخار) بخار تر گفته می شود.

بخار به عنوان یک منبع توان

بخار در انقلاب صنعتی نقش حیاتی داشت. نوسازی موتور بخار در اوایل قرن هجدهم منجر به پیشرفت های بزرگی مانند اختراع لوکوموتیو بخاری، قایق بخاری، کوره بخار و چکش بخار یاد کنیم. (اصطلاح چکش بخارارتباطی به پدیده ضربه قوچ در لوله کشی های بخار ندارد، بلکه یک چکش بخار شونده است که برای مکانیزم های فورجینگ از آن استفاده می شود.

با این حال ، امروزه موتورهای احتراق داخلی و الکتریسیته اغلب به عنوان منبع نیرو اغلب جایگزین نمونه های بخار پایه خود شده اند. با این وجود، بخار همچنان در نیروگاه های برق و برای برخی از کاربردهای صنعتی در مقیاس وسیع مورد استفاده قرار می گیرد.

بخار به عنوان یک منبع گرما

بخار در دوران کنونی بیشتر به کاربردهای گرمایشی خود معروف است؛ حال هم به عنوان منبع گرمایی مستقیم و هم غیرمستقیم.

گرمایش مستقیم بخار

روش گرمایش مستقیم بخار به فرآیندهایی گفته می شود که بخار در تماس مستقیم با محصول در حال گرم شدن باشد.

مثال زیر دم کردن کوفته های چینی را نشان می دهد. یک سبد بخارپز روی یک ظرف آب جوش قرار می گیرد. با جوش آمدن آب ، بخار درون سبد بالا می رود و غذا را می پزد. در این روش، دیگ بخار و تجهیز حرارت دهنده با هم ترکیب شده اند.

اصل موجود در بخارپز کردن غذا این است که با اجازه تماس مستقیم بخار با کالای گرم شده ، می توان گرمای نهان بخار را مستقیماً به غذا منتقل کرد و قطرات آب تشکیل شده از طریق چگالش می تواند رطوبت را تأمین کند.

در صنعت ، از روش گرمایش مستقیم بخار اغلب برای پخت و پز ، استریلیزاسیون ، استنشاق بخار ، جوش زدن و سایر فرآیندها استفاده می شود.

گرمایش غیر مستقیم بخار

روش گرمایش غیرمستقیم بخار به فرآیندهایی گفته می شود که بخار در تماس مستقیم با محصول در حال گرم شدن نیست. این روش به طور گسترده ای در صنعت  استفاده می شود زیرا گرمایش سریع و یکنواختی را فراهم می کند. در این روش غالباً از یک مبدل حرارتی برای گرم کردن محصول استفاده می کنند.

مزیت این روش نسبت به گرمایش مستقیم بخار این است که قطرات آب تشکیل شده در هنگام گرم شدن تاثیری روی محصول نخواهد گذاشت. از بخار می توان در کاربردهای مختلفی مانند ذوب کردن ، خشک کردن ، جوشاندن و مواردی از این دست استفاده کرد.

گرمایش غیر مستقیم بخار در طیف وسیعی از فرآیندها مانند فرآورده های تولید مواد غذایی و نوشیدنی ، لاستیک ، کاغذ ، مقوا ، سوخت هایی مانند بنزین و دارو مورد استفاده قرار می گیرد.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *