هل البخار غير المشبع يحتوي بالضرورة على ماء؟
Thread Content
أرجو من الزملاء الأكثر خبرة، هل من الضروري أن يحتوي البخار غير المشبع على ماء؟ الوضع كالتالي: تستخدم مصانعنا أجهزة توليد البخار من نوع المراجل التي تعمل بزيت التوصيل الحراري، حيث يتم تسخين زيت التوصيل الحراري مرة ثانية. درجة حرارة زيت التوصيل الحراري تتراوح بين 190 و210 درجات مئوية، أما درجة حرارة وضغط البخار فيتم قياسهما أيضًا (ضغط البخار بعد صمام التخفيض هو 1 كيلوغرام، ودرجة حرارته حوالي 110 درجات مئوية). وبالمقارنة مع جدول ضغوط البخار المشبع، يتضح أن البخار غير مشبع (يجب أن تكون درجة حرارة البخار المشبع 120 درجة مئوية عند ضغط 1 كيلوغرام). السؤال الذي يطرح نفسه هو: هل من المؤكد أن هذا البخار غير المشبع يحتوي على ماء؟
يجب أن تكون درجة حرارة البخار المشبع 120 درجة مئوية، ومن الواضح أن الدرجة الحالية أقل من 120 درجة مئوية، مما يعني أنه ليس بخارًا مشبعًا. والسبب في ذلك هو وجود ماء في البخار؛ من ناحية، قد يكون السبب مشكلة في جهاز توليد البخار، ومن ناحية أخرى، قد يكون السبب صغر حجم جهاز فصل الغاز عن السائل، بالإضافة إلى عدم وجود نظام لتصريف الماء بشكل تلقائي وفوري. حدث تحسن ملحوظ بعد زيادة حجم جهاز فصل الغاز عن السائل واستبدال جهاز التنفير من الماء.
إذا لم تصل درجة حرارة كيلوغرام واحد من البخار إلى 120 درجة مئوية، فهل يمكن ذلك أن يعني أن هناك بالتأكيد ماء في هذا البخار؟
كلما تم نقل المادة، كلما انخفضت درجة حرارتها – وبالتالي يتكثف الماء في الأنابيب بشكل طبيعي.
هل هناك أساس نظري لذلك؟ هل يجب أن يحتوي البخار غير المشبع على ماء بالتأكيد؟
عندما يتبخر السائل في مساحة مغلقة محدودة، تدخل جزيئات السائل عبر سطح السائل إلى الفضاء فوقه لتصبح جزيئات بخار. نظرًا لأن جزيئات البخار تكون في حركة حرارية عشوائية، فإنها تصطدم ببعضها البعض، كما تصطدم بجدران الوعاء وسطح السائل. وعند اصطدامها بسطح السائل، يتم جذب بعض الجزيئات من قبل جزيئات السائل، فيعودون إلى السائل ليصبحوا جزءًا منه. عند بداية عملية التبخر، يكون عدد الجزيئات التي تدخل الفضاء أكبر من عدد الجزيئات التي تعود إلى السائل. ومع استمرار عملية التبخر، يزداد تركيز جزيئات البخار في الفضاء، وبالتالي يزداد أيضًا عدد الجزيئات التي تعود إلى السائل. عندما يكون عدد الجزيئات التي تدخل الفراغ في وحدة الزمن مساويًا لعدد الجزيئات التي تعود إلى السائل، فإن عمليتي التبخر والتكثيف تكونان في حالة توازن ديناميكي. في هذه الحالة، رغم استمرار عمليتي التبخر والتكثيف، إلا أن كثافة جزيئات البخار في الفراغ لا تزداد بعد الآن، وتُسمى هذه الحالة بالحالة المشبعة. السائل في الحالة المشبعة يُسمى سائلاً مشبعاً، والبخار المقابل له يُسمى بخاراً مشبعاً، لكن في البداية يكون هذا البخار بخاراً مشبعاً رطباً، ولا يصبح بخاراً مشبعاً جافاً إلا بعد أن يتبخر كل الماء السائل الموجود في البخار. في العملية التي يمر بها البخار من حالة عدم التشبع إلى حالة التشبع الرطب ثم إلى حالة التشبع الجاف، لا يزداد الحرارة. أما بعد الوصول إلى حالة التشبع الجاف، فإن استمرار التسخين يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة، وبذلك يصبح البخار مبخرًا مفرط التسخين.
يجب ألا يكون هناك مشكلة مع الساعة، لقد تم استبدالها بساعة جديدة للتو
إذا كان الضغط أعلى من ضغط البخار المشبع المقابل لهذه درجة الحرارة، وفي غياب الغازات غير القابلة للتكثيف، فيجب أن يكون كل شيء عبارة عن ماء. مثل الضغط الذي يكون عند مستوى الضغط الجوي، ودرجة الحرارة أقل من 100 درجة.