بخار چیست؟
شاید برای شما هم درباره بخار سوال‌هایی وجود داشته باشد. پرسش‌هایی مثل بخار چیست؟ چگونه تشکیل می‌شود؟ کاربردهای مختلف آن در زندگی روزمره و صنایع مختلف چیست؟ در این مقاله می‌خواهیم این سوالات را بررسی کنیم. همه ما با چیستی آب و فراوانی آن آشنایی کامل داریم و می‌دانیم که این مایع بدون بو، بی‌مزه، شفاف و بی‌رنگ، مایه حیات تمامی موجودات زنده روی کره زمین است. آب در دمای زیر صفر درجه منجمد می‌شود و در دمای بالای ۱۰۰ درجه به جوش می‌آید.
پس می‌توان گفت آب دارای سه حالت مختلف است. مایع یا همان آب آشامیدنی، جامد به‌صورت منجمد شده یا یخ که در دمای زیر صفر بوجود می آید و گاز یا بخار که در دمای بالای ۱۰۰ درجه تشکیل می‌شود. شکل ظاهری بخار آب بصورت نامرئی است. در زبان انگلیسی به آن steam می‌گویند. بخار دارای انواع مختلفی است که عبارت‌اند از بخار اشباع، مرطوب، خشک و سوپرهیت. زمانی که آب به نقطه جوش می‌رسد و دارای فشار ثابت است، به آن آنتالپی می‌گویند.
انواع بخار در صنعت کدام‌اند؟
با مقوله بخار چیست و چگونگی بوجود آمدن آن آشنا شدیم. حالا می‌خواهیم انواع بخار (Steam) در صنعت را معرفی کنیم و سپس آن‌ها را به‌طور کامل بررسی کنیم. اگر آب فراتر از نقطه جوش گرم شود، بخار شده یا در حالت گازی قرار می‌گیرد. با این حال انواع آن یکسان نیست. خواص بخار بسته به فشار و دمایی که در آن قرار دارد بسیار متفاوت است. در ادامه انواع بخار را توضیح خواهیم داد:
- بخار اشباع: در مطالب فوق گفته شد که حالت گاز یا بخار آب در دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد به وجود می‌آید. به این نوع بخار، اشباع می‌گویند.
- بخار مرطوب (Wet steam): دارای رطوبت ۲۵ درصدری است یعنی مخلوطی از آب نیز همراه دارد.
- بخار خشک (Dry steam): این بخار ۷ درصد رطوبت دارد. مقدار آب در این نوع بخار کمتر از نوع مرطوب آن است.
- بخار سوپرهیت: یا مافوق گرم دارای حرارت بسیار بالا و رطوبت ۳ درصدی است. همچنین مقدار آب در این نوع بخار به‌شدت کاهش یافته است. به قدری که می‌توان گفت به‌طور کلی رطوبتی ندارد. در ادامه بطور کامل انواع بخار در صنعت را مورد بررسی قرار می‌دهیم.
اگر آب فراتر از نقطه جوش گرم شود ، بخار شده یا حالت گازی می‌شود. با این حال انواع آن یکسان نیست. خواص آن بسته به فشار و دمایی که در آن قرار دارد بسیار متفاوت است. بخار اشباع شده (خشک) وقتی گرم می‌شود که آب تا نقطه جوش (گرم شدن معقول) گرم شود و با گرمای اضافی (گرمایش نهفته) تبخیر می‌شود. اگر این بخار بیش از نقطه اشباع گرم شود، به بخار گرم تبدیل می‌شود.
انواع بخار
بخار اشباع:
این نوع بخار در دماها و فشارهایی اتفاق می‌افتد که بخار (گاز) و آب (مایع) می‌توانند هم‌زیستی داشته باشند. به عبارت دیگر، هنگامی این اتفاق می‌افتد که میزان تبخیر آب با نرخ میعان برابر باشد. بخار اشباع شده دارای خواص بسیاری است که آن را به عنوان منبع گرمای عالی به ویژه در دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد (۲۱۲ درجه فارنهایت) و بالاتر تبدیل می‌کند.
بخار مرطوب:
این بخار رایج‌ترین شکل بخار است. هنگامی‌که بخار با استفاده از بویلر صنعتی تولید می‌شود، معمولاً حاوی رطوبت حاصل از مولکول‌های آب غیر تبخیر شده است که به داخل بخار توزیع شده منتقل می‌شوند. حتی بهترین بویلرهای صنعتی هم ممکن است بخار حاوی ۳ تا ۵ درصد رطوبت را تخلیه کند. با نزدیک شدن آب به حالت اشباع و شروع به تبخیر، مقداری آب معمولاً به صورت غبار یا قطرات، افزایش می‌یابد و در پایین‌دست توزیع می‌شود. این یکی از دلایل اصلی استفاده از جداسازی برای جدا کردن میعانات بخار توزیع شده است.
بخار خشک:
بخار خشک از نوع اشباع شده است که دمای آن بسیار بالا است. در اواخر قرن نوزدهم، هنگامی که گرمایش هنوز یک فناوری کم اهمیت‌تر بود، بخار خشک باعث عدم استفاده از مزایای گرم شدن بدون نیاز به دیگ‌ها و بویلرهای صنعتی پیشرفته می‌شد.
بخار گرم یا سوپرهیت
بخار گرم شده با افزایش دمای نوع مرطوب یا اشباع خارج از نقطه اشباع ایجاد می‌شود. این نوع بخار درجه حرارت و چگالی کمتری نسبت به اشباع با همان فشار دارد. بخار گرم یا سوپرهیت عمدتاً در توربین‌ها استفاده می‌شود.
بخار فلش:
اصطلاح “بخار فلش” به طور سنتی برای انتشار بخار از دریچه‌های گیرنده میعانات و مخازن میعانات باز و خطوط تخلیه از تله‌های بخار استفاده می‌شود.
کاربردها و خاصیت بخار
- ضدعفونی کننده و میکروب زدای محیط: برای از بین بردن میکروب‌ها در انواع سطوح و محیط‌ها از آن استفاده می‌شود.
- قابلیت دسترسی بالا: بخار به تمامی محل‌های غیر قابل دسترس نفوذ می‌کند و محیط غیر قابل دسترس را عاری از کثیفی می‌کند.
- خاصیت پاک‌کنندگی: بخار با نفوذ به داخل بافت کثیفی‌ها، ساختار مولوکولی آن را ازبین می‌برد و باعث تمیز شدن سطح می‌شود.
- پخت‌وپز: یکی از قدیمی‌ترین خاصیت‌های بخار استفاده از آن برای پخت‌وپز است.
- ایجاد رطوبت: حفظ رطوبت یک جنبه‌های حیاتی از سیستم‌های تهویه مطبوع است. رطوبت پایین‌تر از حد مطلوب ممکن است منجر به خشک‌شدن غشاهای مخاط و در نهایت منجر به تنگی تنفسی شود.
وسایل تشکیل دهنده بخار
شکل‌گیری بخار به‌صورت‌های متفاوتی انجام می‌گیرد و بسته به نیاز، تجهیزات و سایل خاص خود را دارد. ساده‌ترین شکل تشکیل آن سماور یا کتری‌های آب‌جوش است که پس از به نقطه جوش رسیدن آب، بخار تشکیل می‌شود. اتو نیز یکی از وسایل تولید کننده بخار است. در حوزه صنعت با توجه به کاربردهای فراوان بخار از بویلر صنعتی یا دیگ بخار برای تشکیل آن استفاده می‌شود. انواع مختلف بویلر صنعتی با توجه به نوع نیاز فرد یا صنعتی که در آن فعالیت می‌کنند، بخار تولید می‌کنند. با تغییر در ساختار بویلر صنعتی می‌توان خواسته هر صنعت را برآورده کرد.
کاربرد بخار در انواع صنایع
صنایع و مشاغل زیادی با بخار سروکار دارند که در ادامه آن‌ها را معرفی و نقش و کاربرد آن را نیز بیان می‌کنیم.
- صنایع تولیدی پارچه (صنایع نساجی): برای خشک کردن مواد اولیه، ضدعفونی و میکروب‌زدایی مواد اولیه پارچه، ریسندگی، بافندگی و رنگرزی
- صنایع تولید کاغذ: ایجاد حرارت برای تولید مواد اولیه کاغذ، نرم کردن خمیر چوب، ضدعفونی کردن کاغذ، بازیافت کاغذ و ساخت ظروف یکبار مصرف
- پرورش قارچ: حفظ رطوبت محیط تولیدی قارچ، ضدعفونی کردن، کنترل دما
- خشک‌شویی: برای صاف کردن یا اتوی لباس، شست‌وشوی لباس، لاندری
- تولید کیک و شکلات: برای پخت‌وپز کیک، غلیظ کردن مواد اولیه شکلات، بته‌بندی
- تولید قند: غلیط کردن شربت قند جهت ریختن آن در قالب‌های مخصوص قند
- تولیدگیاهان گل خانه‌ای: ایجاد رطوبت مطلوب، جلوگیری از آفت‌زدگی
- تولید رب گوجه‌فرنگی: برای غلیط کردن یا پوره کردن نیاز به حرارت دارد.
- صنایع لبنی: تولید ماست، پنیر و شیر تازه نیاز به حرارت دارد که توسط بخار تامین می‌شود. همچنین دیگر کاربرد آن برای پاستوریزه و هموژنیزه کردن است.
- صنعت فرش و موکت: تولید مواد اولیه، شستشو ضدعفونی کردن مواد اولیه
- کارواش: برای از بین بردن کثیفی‌های روی بدنه ماشین، کثیفی‌های داخل ماشین که دسترسی کمتری دارند. ماننده تهویه ماشن، زیر ترمز دستی و زیرصندلی‌ها
- بیمارستان: ضدعونی کردن وسایل و تجهیزات پزشکی، سیستم گرمایش، رطوبت‌سازی
- ساخت بتن: مقاوم‌سازی بتن، میکروب‌زدایی از بتن
جهت کسب اطلاعات بیشتر و دقیقتر میتوانید سایر مقالات مربوطه را مطالعه کنید.
سوالات متداول بخار چیست؟
هر کدام از انواع بخار مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. در واقع نوع بخار بهتر یا بدتری وجود ندارد. شما باید با توجه به نیاز صنعتی که در آن فعالیت می‌کنید، نوع بخار مناسب را انتخاب کنید و بر اساس آن تجهیزات و دیگ بخارتان را تهیه کنید.
بخار فلش معمولا در بخار آزاد شده از مخازن کندانس، ونت تانک‌ها و خطوط کندانس خروجی از تله‌های بخار دیده می‌شود. این نوع بخار بدون افزایش حرارت به آب و به‌طور مستقیم در اثر کاهش فشار آب از فشار بالاتر به پایین‌تر تشکیل می‌شود.
