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Sep 10, 2023

과열 증기란 무엇이며 그 용도는 무엇입니까?

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과열 증기는 시원하게 들리지만(아주 뜨겁습니다), 그게 무엇일까요? 실제로 어떤 용도로 사용될 수 있나요?

여기에서는 과열 증기라는 용어의 의미를 살펴보고 흥미로운 용도와 이점을 알아봅니다.

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과열 증기는 주어진 압력 하에서 소스 액체의 끓는점, 즉 증발점보다 높은 온도에 있는 증기의 한 형태입니다.

이는 포화 또는 습한 증기와 관련된 상태입니다. 이러한 종류의 증기는 주어진 압력에서 소스의 끓는점을 약간 초과하는 증기입니다.

포화 증기는 소스 액체와 증기의 온도가 동일하고 증발/응축 속도가 평형을 이룰 때 형성됩니다. 즉, 같은 공간에 증기와 액체가 공존할 수 있습니다.

이 지점 이상의 증기에 추가 열과 온도가 적용되면 x 양의 "과열도"로 간주됩니다. 이 시점에서 전부는 아니더라도 대부분의 수분 흔적이 지워져 "건조한" 증기를 형성하고 과열된 증기를 형성하는 경향이 있습니다.

따라서 과열 증기는 "어느 정도 냉각(내부 에너지 손실)할 수 있으며, 그 결과 가스에서 포화 증기와 액체의 혼합물로 상태를 변경(즉, 응축)하지 않고 온도를 낮출 수 있습니다." - 위키피디아.

사실, 과열된 물에서 파생된 증기에는 너무 많은 에너지가 저장되어 있어 실제로 화재를 일으키는 데 사용될 수 있습니다!

"불포화 증기(수증기와 액체 물방울을 모두 포함하는 혼합물)를 일정한 압력에서 가열하면 증기 품질(건조도 또는 포화 증기 비율)이 100%로 증가하고 건조해지기 때문에 온도도 일정하게 유지됩니다( 즉, 포화 액체가 없음) 포화 증기.계속적인 열 입력은 건조한 포화 증기를 "과잉" 가열할 것입니다." - 위키피디아.

예를 들어 보일러에서 끌어온 증기를 사용하여 과열 증기를 생성할 수 있습니다. 그런 다음 과열기라고 하는 별도의 가열 장치를 통과하여 직접적인 접촉이나 복사를 통해 증기에 추가 에너지를 전달합니다.

이러한 유형의 증기는 포화 또는 습한 증기보다 훨씬 더 많은 에너지를 가지며 포화 증기보다 더 열심히 작동할 수 있습니다. 그러나 과열 증기의 에너지 함량은 특정 응용 분야에서는 훨씬 덜 유용합니다.

"과열 증기는 공기와 동일한 열 전달 계수를 가지므로 절연체이자 열 전도율이 낮기 때문입니다.

포화 증기는 난방 용도로 선호되는 반면 과열 증기는 주로 발전 및 터빈에 사용됩니다. 발전과 난방 모두에 증기가 필요한 경우 증기를 과열한 다음 포화 상태까지 과열을 낮출 수 있습니다." - nationalboiler.com.

과열 증기의 일반적인 용도는 다음과 같습니다.

과열 증기에는 일부 소독 용도가 있지만 반드시 최선의 선택은 아닙니다. 과열 증기는 결국 효과적으로 건조됩니다.

이는 과열 증기가 포화 또는 습한 증기에 비해 몇 가지 단점을 갖고 있기 때문입니다. 후자는 실제로 과열 증기보다 열을 더 잘 전달하므로 소독 목적에 더 적합합니다.

과열 증기는 습증기보다 훨씬 더 높은 온도에 도달해야 하므로 제품이 더 오랜 시간 동안 노출되어야 합니다. 같은 이유로 과열 증기는 가열에 유용하지 않습니다.

그러나 약간 과열된 증기는 생물막이나 단단한 표면 등의 항균 소독에 사용할 수 있습니다.

과열 증기는 발전과 같은 분야에 환상적입니다. 엄청난 내부 에너지는 터빈 블레이드와 왕복 피스톤에 대한 기계적 팽창을 통해 운동 반응에 효과적으로 사용될 수 있습니다.

과열 증기는 작업을 위해 많은 내부 에너지를 방출할 수 있고 액체의 수증기점(터빈/피스톤 엔진 내 주어진 압력에서) 이상으로 유지될 수 있기 때문에 포화 증기보다 선호됩니다.