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Überhitzter Dampf - auch bekannt als "überladener Dampf", "wasserfreier Dampf" und "Dampfgas" - resultiert aus der kontinuierlichen Erwärmung von Sattdampf bei konstantem Druck. Beim Verlassen des Wärmetauschers ist die Feuchtigkeit bereits aus dem Dampf verdampft und es entsteht ein 100% trockenes Gas.
Produktion
Die Erzeugung von Heißdampf beginnt in einem Kessel, in dem das Wasser auf 100 ° C erhitzt wird und Sattdampf emittiert. Der Dampf strömt dann durch eine Kupferrohrheizspule, einen zweiten Wärmetauscher oder eine separate Überhitzereinheit, die die Temperatur des überhitzten Dampfes über den Siedepunkt hinaus erhöht. Dies muss separat erfolgen, da das Hinzufügen von mehr Wärme zum Kessel einfach zu mehr Wasserverdunstung führen würde. Nach der Überhitzung enthält der Dampf genug Energie, um ein Streichholz anzuzünden.
Eigenschaften
Da die Erzeugung von überhitztem Dampf eine stärkere Erwärmung von Sattdampf impliziert, würden alle Feuchtigkeitsspuren verschwinden und der trockene Dampf zurückbleiben. Es enthält mehr Energie als gesättigter Dampf, aber viel weniger nützlichen Wärmegehalt. Überhitzter Dampf hat ungefähr den gleichen Wärmeübergangskoeffizienten wie Luft, was ihn zu einem Isolator und einem schlechten Wärmeleiter macht. Daher wird es selten als Wärmeübertragungsmedium verwendet, da es nicht leicht abkühlt, um seine Energie zu erhalten.
Energieerzeugung
Überhitzter Dampf findet aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften seine wichtigste Anwendung in der Stromerzeugung, wo er fast ausschließlich zum Betrieb von Turbinen verwendet wird. Seine Trockenheit macht es ideal für diesen Wartungszweck, da die im Dampf vorhandenen Wassertropfen das Schilf aus dem Gleichgewicht bringen und brechen würden. Im Gegensatz zu Sattdampf kondensiert überhitzter Dampf auch dann nicht, wenn ein Teil seiner Energie an den Turbinenrotor verloren geht. Daher verbessert der überhitzte Dampf den thermischen Gesamtwirkungsgrad der Turbine.
Andere Anwendungen
Überhitzter Dampf ist nicht nur eine ideale Energiequelle für die Stromerzeugung, sondern wird auch in mehreren anderen industriellen Anwendungen wie Trocknen, Beizen und Reinigen eingesetzt. Es ist weit verbreitet bei der Trocknung in großem Maßstab, der Herstellung von Katalysatorfilmen, der Dampfoxidation, der Oberflächentrocknung und verschiedenen Anwendungen der Nanotechnologie. Überhitzter Dampf wird auch für elektrische Dampflokomotiven verwendet. Dies ist wiederum die leistungsstärkste und wirtschaftlichste Alternative, da er dem Motor einen höheren thermischen Wirkungsgrad verleiht und wenig oder keine Feuchtigkeit enthält.
