Dampf

Ruodbert Münz Juni 14, 2016 D 65 0
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Dampf ist der Fachausdruck für die gasförmige Phase des Wassers, das gebildet wird, wenn das Wasser kocht. Technisch gesehen, in Bezug auf die Chemie und Physik, ist Dampf unsichtbar und kann nicht gesehen werden; jedoch im allgemeinen Sprachgebrauch wird oft verwendet, um den sichtbaren Nebel oder Aerosol gebildet, wie dieser Wasserdampf kondensiert in Gegenwart von Luft Wassertröpfchen beziehen. Bei niedrigeren Drücken, wie in der oberen Atmosphäre oder an der Spitze der Hochgebirge siedet Wasser bei einer niedrigeren Temperatur als die nominelle 100 ° C bei Standardtemperatur und -druck. Wenn weiter erhitzt es wird Heißdampf.

Die Verdampfungsenthalpie ist das erforderlich ist, um Wasser in die Gasform, wenn es im Volumen erhöht um 1.700 Mal bei Standardtemperatur und Druck drehen Energie; Diese Volumenänderung kann in mechanische Arbeit durch Dampfmaschinen, wie Hubkolben Motoren und Dampfturbinen, die eine Untergruppe von Dampfmaschinen sind umgerechnet. Kolbendampfmaschinen eine zentrale Rolle gespielt, um die industrielle Revolution und moderne Dampfturbinen verwendet werden, um mehr als 80% der weltweiten Stromerzeugung. Wenn flüssiges Wasser in Kontakt mit einem sehr heißen Substanz kann eine Dampfexplosion erstellen. Dampfexplosionen sind seit vielen Gießerei Unfälle, und kann auch wurden für einen Großteil der Schäden an der Anlage in der Tschernobyl-Katastrophe verantwortlich.

Arten von Dampf und Umwandlung

Dampf wird traditionell durch Erhitzen eines Kessels über die Verbrennung von Kohle und andere Brennstoffe erzeugt, aber es ist auch möglich, um Dampf mit Sonnenenergie zu schaffen. Wasserdampf, Wassertröpfchen enthält wird als Nassdampf beschrieben. Als Nassdampf wird weiter bei einer ausreichend hohen Temperatur erhitzt wird, die Tröpfchen verdampfen und all das Wasser verdampft und das System ist in Dampf-Flüssigkeit-Gleichgewicht.

Überhitzter Dampf ist Dampf bei einer Temperatur höher als sein Siedepunkt bei dem Druck, der nur auftritt, wenn die gesamte Flüssigkeit verdunstet ist oder aus dem System entfernt wurden.

Dampf-Tabellen enthalten thermodynamischen Daten für Wasser / Dampf und werden oft von Ingenieuren und Wissenschaftlern in Design und Betrieb von Anlagen, wo thermodynamische Kreisläufe mit Dampf verwendet werden, eingesetzt. Zusätzlich thermodynamischen Phasendiagramme für Wasser / Dampf, beispielsweise ein T-S-Diagramm oder ein in diesem Artikel gezeigt Mollier-Diagramm, können nützlich sein. Dampf-Diagramme werden auch für die Analyse von thermodynamischen Zyklen verwendet.

Verwendungen

Landwirtschaftlich

In der Landwirtschaft wird Dampf zur Bodensterilisation verwendet werden, um die Verwendung von schädlichen chemischen Mitteln zu vermeiden und erhöhen die Bodengesundheit.

Domestic

Kapazität Dampf zur Wärmeübertragung ist auch in der Wohnung verwendet: zum Kochen von Gemüse, Dampfreinigung des Gewebes und Teppiche, und die Beheizung von Gebäuden. In jedem Fall wird das Wasser in einem Kessel erhitzt wird, und der Dampf trägt die Energie auf ein Zielobjekt. "Dampfduschen" sind eigentlich Niedertemperatur-Nebel-Generatoren, und eigentlich gar nicht mit Dampf.

Stromerzeugung

Etwa 90% des Stroms mit Dampf als Arbeitsfluid erzeugt wird, fast alle von Dampfturbinen.

Im Stromerzeugungs Dampf wird typischerweise am Ende der Expansionszyklus kondensiert ist, und zu dem Kessel für die Wiederverwendung. Jedoch in KWK wird Dampf in die Gebäude durch ein Fernwärmenetz geleitet, um Wärmeenergie nach seiner Verwendung bei der Erzeugung elektrischer Zyklus bereitzustellen. Die weltweit größte Dampferzeugungssystem ist die New York City Dampfsystem, das Dampf in 100.000 Gebäuden in Manhattan aus sieben KWK-Anlagen Pumpen.

Energiespeicher

In anderen industriellen Anwendungen wird für die Energiespeicherung, die eingebracht wird und durch Wärmeübertragung, in der Regel durch die Rohre Entnahmedampf verwendet. Steam ist eine geräumige Reservoir für thermische Energie, weil Wasser den hohen Verdampfungswärme.

Fireless Dampflokomotiven wurden Dampflokomotiven, die von einer Dampfversorgung an Bord in einem großen Tank Kessel einer konventionellen Lokomotive ähnelt gespeichert betrieben. Dieser Tank wurde von Prozessdampf gefüllt, so ist in vielen Arten von großen Fabrik, wie Papierfabriken. Der Lokomotive Antrieb verwendet Kolben und Pleuel, wie für eine typische Dampflokomotive. Diese Lokomotiven wurden meist an Orten, wo es ein Risiko von Feuer von einem Kesselfeuerraum verwendet, aber wurden auch in Fabriken, die einfach hatte eine reichliche Versorgung mit Dampf zu ersparen verwendet.

Traggas

Aufgrund seiner niedermolekularen, ist Dampf eine effektive Traggas, wodurch ca. 60% so viel Auftrieb wie Helium und doppelt so viel wie heiße Luft. Es ist nicht brennbar, im Gegensatz zu Wasserstoff und ist billig und reichlich vorhanden, im Gegensatz zu Helium. Die erforderliche Wärme, führt jedoch zu einer Kondensationsproblemen und erfordert eine isolierte Umhüllung. Diese Faktoren haben die Nutzung bisher meist auf Demonstrationsprojekte beschränkt.

Mechanischen Aufwand

Eine Dampfmaschine und Dampfturbinen nutzen die Expansion von Dampf, um einen Kolben oder Turbine anzutreiben, um mechanische Arbeit zu verrichten. Die Fähigkeit, kondensierten Dampf als Wasser-Flüssigkeit, um den Kessel mit hohem Druck mit relativ wenig Aufwand von Pumpleistung zurück, ist wichtig. Kondensation von Dampf zu gießen tritt an der Niederdruckseite einer Dampfturbine, da Dies maximiert die Energieeffizienz, aber solche Nassdampfbedingungen begrenzt werden muss, um übermäßige Turbinenschaufelerosion zu vermeiden. Ingenieure nutzen eine idealisierte thermodynamischen Zyklus, der Rankine-Kreislauf, um das Verhalten der Dampfmaschinen zu modellieren. Dampfturbinen sind oft in der Erzeugung von Strom verwendet wird.

Sterilisierung

Ein Autoklav, der Dampf unter Druck setzt, ist in mikrobiologischen Laboratorien und ähnlichen Umgebungen für die Sterilisation verwendet.

Dampf, insbesondere Trockendampf, kann zur antimikrobiellen Reinigung auch auf das Niveau der Sterilisation verwendet werden. Dampf ist ein ungiftiges antimikrobielles Mittel.

Dampf in Rohrleitungen

Der Dampf wird in Rohrleitungen für Versorgungsleitungen eingesetzt. Es wird auch in der Ummantelung verwendet und Tracing von Rohrleitungen, um die gleichmäßige Temperatur in Rohrleitungen und Behältern halten.

Holzbearbeitung

Dampf wird in dem Prozess von Holz verwendet Biegen Töten von Insekten und zunehmender Plastizität.

Betonbehandlung

Dampf wird zur Trocknung insbesondere in Fertigteilen zu akzentuieren. Es sollte darauf geachtet werden, da Beton erzeugt Wärme während der Flüssigkeitszufuhr und zusätzliche Wärme aus dem Dampf könnte sich nachteilig auf Härtereaktionsprozesse des Betons ist.

Reinigung

Verwendet bei der Reinigung von Fasern, manchmal vor der Lackierung.

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