സൂപ്പർഹീറ്റഡ് സ്റ്റീമും സാച്ചുറേറ്റഡ് സ്റ്റീമും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസങ്ങൾ

എല്ലാ അലക്കുശാലകൾക്കും ആവശ്യമായ താപ സ്രോതസ്സാണ് നീരാവി. അപ്പോൾ, സൂപ്പർഹീറ്റഡ് സ്റ്റീമും പൂരിത സ്റ്റീമും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്? വ്യത്യാസങ്ങൾ അവയുടെ തെർമോഡൈനാമിക് അവസ്ഥയിലാണ്.

സാച്ചുറേറ്റഡ് സ്റ്റീം

ഒരു നിശ്ചിത മർദ്ദത്തിൽ ദ്രാവകവും വാതകവും സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ നിലനിൽക്കുന്ന അവസ്ഥയെയാണ് പൂരിത നീരാവി എന്ന് പറയുന്നത്. ഈ അവസ്ഥയിൽ, ദ്രാവകം ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെട്ടുകൊണ്ടിരിക്കും, അതേസമയം വാതകം ഘനീഭവിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കും, അവ രണ്ടും ഒരു ചലനാത്മക സന്തുലിതാവസ്ഥയിലെത്തുന്നതുവരെ. ആ സമയത്ത്, താപനിലയും മർദ്ദവുംനീരാവിസ്ഥിരമായവയാണ്. അവയെ പൂരിത താപനിലയും പൂരിത മർദ്ദവും എന്ന് വിളിക്കുന്നു. സന്തുലിതാവസ്ഥയുടെ തുടക്കത്തിൽ, നീരാവി ആർദ്ര പൂരിത നീരാവി ആണ്. ആളുകൾ ചൂടാക്കുന്നത് തുടർന്നാൽ, പൂരിത വെള്ളത്തിലെ എല്ലാ വെള്ളവും ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെട്ടതിനുശേഷം നീരാവി വരണ്ട പൂരിത നീരാവിയായി മാറും. നനഞ്ഞ പൂരിതത്തിൽ നിന്ന് വരണ്ട പൂരിതത്തിലേക്ക് നീരാവിയുടെ താപനില അതേപടി തുടരുന്നു. നനഞ്ഞ സാച്ചുറേഷൻ മുതൽ വരണ്ട സാച്ചുറേഷൻ വരെയുള്ള പ്രക്രിയയിൽ നീരാവിയിലെ താപനില വർദ്ധിക്കുന്നില്ല. നിശ്ചിത മർദ്ദത്തിൽ, ഉണങ്ങിയ പൂരിത നീരാവി കൂടുതൽ ചൂടാക്കിയാൽ, അതിന്റെ താപനില ഉയരുകയും അത് സൂപ്പർഹീറ്റഡ് നീരാവിയായി മാറുകയും ചെയ്യുന്നു. സൂപ്പർഹീറ്റഡ് നീരാവിയിൽ ദ്രാവക തുള്ളികളോ ദ്രാവക മൂടൽമഞ്ഞോ അടങ്ങിയിട്ടില്ല, ഇത് ഒരു യഥാർത്ഥ വാതകമാണ്.

❑ ഉദാഹരണം

ലളിതമായ ഒരു സാഹചര്യത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ:

● ഒരു നിശ്ചിത മർദ്ദത്തിൽ, വെള്ളം ബാഷ്പീകരിക്കാൻ തുടങ്ങുകയും തിളപ്പിക്കുന്നതുവരെ ചൂടാക്കിയ ശേഷം ക്രമേണ നീരാവിയായി മാറുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ സമയത്ത്, നീരാവി താപനില സാച്ചുറേഷൻ താപനിലയ്ക്ക് തുല്യമാണ്. ഈ താപനില മർദ്ദവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. മർദ്ദം കൂടുന്തോറും സാച്ചുറേഷൻ താപനിലയും കൂടുതലാണ്. നേരെമറിച്ച്, മർദ്ദം കുറയുന്തോറും സാച്ചുറേഷൻ താപനിലയും കുറയും. മർദ്ദം 0.10MPa ആയിരിക്കുമ്പോൾ, സാച്ചുറേഷൻ താപനില 99.09°C ആണ്. മർദ്ദം 4.05 MPa ആയിരിക്കുമ്പോൾ, സാച്ചുറേഷൻ താപനില 249.18°C ആണ്. മർദ്ദം 10.13 MPa ആയിരിക്കുമ്പോൾ, അതിന്റെ സാച്ചുറേഷൻ താപനില 309.53°C ആണ്.

അമിതമായി ചൂടായ നീരാവി

പൂരിത നീരാവി കൂടുതൽ ചൂടാക്കിയതിനുശേഷം, ഈ മർദ്ദത്തിൽ താപനില വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയും സാച്ചുറേഷൻ താപനിലയെ കവിയുകയും ചെയ്യും. സാച്ചുറേഷൻ താപനിലയെ കവിയുന്ന ഈ നീരാവിയെ സൂപ്പർഹീറ്റഡ് നീരാവി എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഈ അവസ്ഥയിൽ, നീരാവിയുടെ താപനിലയും മർദ്ദവും ഇനി സ്ഥിരമായിരിക്കില്ല. ചൂട് വർദ്ധിക്കുമ്പോൾ അവയും വർദ്ധിക്കുന്നു. സൂപ്പർഹീറ്റഡ് നീരാവിക്ക് ഉയർന്ന താപ ഊർജ്ജവും താപ ശേഷിയുമുണ്ട്.

❑ പോരായ്മ

എന്നിരുന്നാലും, യഥാർത്ഥ ഉപയോഗത്തിൽ, സൂപ്പർഹീറ്റ് ചെയ്ത നീരാവി ഉപയോഗിച്ച് ചൂടാക്കുന്നത് താരതമ്യേന കാര്യക്ഷമമല്ല. കാരണം, ബാഷ്പീകരണത്തിന്റെ എൻതാൽപ്പി പുറത്തുവിടാൻ സൂപ്പർഹീറ്റ് ചെയ്ത നീരാവി സാച്ചുറേഷൻ താപനിലയിലേക്ക് തണുപ്പിക്കണം. സൂപ്പർഹീറ്റ് ചെയ്ത നീരാവി തണുപ്പിക്കുമ്പോൾ സാച്ചുറേഷൻ താപനിലയിലേക്ക് പുറത്തുവിടുന്ന താപം ബാഷ്പീകരണത്തിന്റെ എൻതാൽപ്പിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ വളരെ ചെറുതാണ്.

● നീരാവിയുടെ അമിതതാപം വളരെ ചെറുതാണെങ്കിൽ, താപത്തിന്റെ ഈ ചെറിയ ഭാഗം പുറത്തുവിടാൻ താരതമ്യേന എളുപ്പമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, അമിതതാപം വളരെ കൂടുതലായിരിക്കുമ്പോൾ, തണുപ്പിക്കൽ സമയം വളരെ കൂടുതലായിരിക്കും. ഈ കാലയളവിൽ, വളരെ ചെറിയ അളവിൽ മാത്രമേ താപം പുറത്തുവിടാൻ കഴിയൂ.

യഥാർത്ഥ താപ വിനിമയ ഉപകരണങ്ങളിൽ, സൂപ്പർഹീറ്റഡ് സ്റ്റീം ഉപയോഗിക്കുന്നത് താപ വിനിമയ ഉപകരണത്തിനുള്ളിൽ ഒരു ഉണങ്ങിയ മതിൽ രൂപപ്പെടുത്തും. ഈ പ്രദേശം വേഗത്തിൽ സ്കെയിൽ രൂപപ്പെടുകയും പൈപ്പ് മതിൽ അമിതമായി ചൂടാകുകയും പൈപ്പ് തകരാൻ കാരണമാവുകയും ചെയ്യും. അതിനാൽ, അതേ മർദ്ദത്തിൽ സൂപ്പർഹീറ്റഡ് സ്റ്റീമിന്റെ താപനില പൂരിത നീരാവിയേക്കാൾ കൂടുതലാണെങ്കിലും, അതിന്റെ ചൂടാക്കൽ ശേഷി പൂരിത നീരാവിയേക്കാൾ കുറവാണ്.

തീരുമാനം

യഥാർത്ഥ ഉൽ‌പാദനത്തിൽ, അലക്കുശാലകൾ പവർ പ്ലാന്റ് ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന ഉയർന്ന താപനിലയിലും ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിലുമുള്ള സൂപ്പർഹീറ്റഡ് നീരാവി ഉപയോഗിക്കാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, സൂപ്പർഹീറ്റഡ് നീരാവിയെ പൂരിത നീരാവിയാക്കി മാറ്റുന്നതിന് മുമ്പ്, നീരാവി ആദ്യം ഒരു ഡീസൂപ്പർഹീറ്റിംഗ്, മർദ്ദം കുറയ്ക്കുന്ന സ്റ്റേഷൻ സംവിധാനത്തിലൂടെ കടന്നുപോകണം. സൂപ്പർഹീറ്റഡ് നീരാവിക്ക് പൂരിത അവസ്ഥയിലേക്ക് തണുപ്പിക്കുമ്പോൾ മാത്രമേ അതിന്റെ ഏറ്റവും ഉപയോഗപ്രദമായ ലേറ്റന്റ് താപം പുറത്തുവിടാൻ കഴിയൂ.