Las Diferencias Entre el Vapor Sobrecalentado y el Vapor Saturado

El vapor es el recurso de calor que toda planta de lavandería necesita. Entonces, ¿cuáles son las diferencias entre el vapor sobrecalentado y el vapor saturado? Las diferencias radican en su estado termodinámico.

Vapor Saturado

El vapor saturado significa un estado donde tanto el líquido como el gas coexisten en equilibrio a una presión determinada. En esta condición, el líquido seguirá evaporándose mientras que el gas seguirá condensándose hasta que los dos alcancen un equilibrio dinámico. En ese momento, la temperatura y la presión del vapor son fijas. Se denominan temperatura de saturación y presión de saturación. Al comienzo del equilibrio, el vapor es vapor saturado húmedo. Si las personas continúan calentando, el vapor se convertirá en vapor saturado seco después de que toda el agua en el agua saturada se haya evaporado. La temperatura del vapor, desde saturado húmedo hasta saturado seco, permanece igual. La temperatura del vapor no aumenta durante el proceso desde la saturación húmeda hasta la saturación seca. A presión fija, si el vapor saturado seco se calienta aún más, su temperatura aumenta y se convierte en vapor sobrecalentado. El vapor sobrecalentado no contiene gotas líquidas o nieblas líquidas y es un gas real.

❑ Ejemplo

Para ponerlo en una situación simple:

• A cierta presión, el agua comienza a vaporizarse y gradualmente se convierte en vapor después de calentarse hasta hervir. En este momento, la temperatura del vapor es igual a la temperatura de saturación. Esta temperatura está relacionada con la presión. Cuanto mayor es la presión, mayor es la temperatura de saturación. Por el contrario, cuanto menor es la presión, menor es la temperatura de saturación. Cuando la presión es de 0,10 MPa, la temperatura de saturación es de 99,09°C. Cuando la presión es de 4,05 MPa, la temperatura de saturación es de 249,18°C. Cuando la presión es de 10,13 MPa, su temperatura de saturación es de 309,53°C.

Vapor Sobrecalentado

La temperatura continuará aumentando y excederá la temperatura de saturación a esta presión después de que el vapor saturado se caliente adicionalmente. Este vapor, que excede la temperatura de saturación, se llama vapor sobrecalentado. En esta condición, la temperatura y la presión del vapor ya no son fijas. Cuando el calor aumenta, ellas también aumentan. El vapor sobrecalentado tiene mayor energía térmica y capacidad calorífica.

❑ Desventaja

Sin embargo, en el uso real, el uso de vapor sobrecalentado para calentar es relativamente ineficiente. Esto se debe a que el vapor sobrecalentado debe enfriarse a la temperatura de saturación para liberar la entalpía de evaporación. El calor liberado desde el enfriamiento del vapor sobrecalentado hasta la temperatura de saturación es muy pequeño en comparación con la entalpía de evaporación.

• Si el sobrecalentamiento del vapor es muy pequeño, esta pequeña parte del calor es relativamente fácil de liberar. Sin embargo, cuando el sobrecalentamiento es muy alto, el tiempo de enfriamiento es mucho más largo. Durante este período, solo se puede liberar una cantidad muy pequeña de calor.

En equipos reales de intercambio de calor, el uso de vapor sobrecalentado formará una pared seca dentro del equipo de intercambio de calor. Esta área formará rápidamente incrustaciones, causando que la pared de la tubería se sobrecaliente y conduciendo a fallas en la tubería. Por lo tanto, aunque la temperatura del vapor sobrecalentado a la misma presión es más alta que la del vapor saturado, su capacidad de calentamiento es menor que la del vapor saturado.

Conclusión

En la producción real, si las plantas de lavandería desean utilizar el vapor sobrecalentado de alta temperatura y alta presión producido por la planta de energía, el vapor primero debe pasar por un sistema de estación de desobrecalentamiento y reducción de presión (desupercalentador) para convertir el vapor sobrecalentado en vapor saturado antes de que pueda usarse. El vapor sobrecalentado solo puede liberar su calor latente más útil cuando se enfría a un estado saturado.