Diferenças entre vapor superaquecido e vapor saturado

O vapor é o recurso térmico essencial para qualquer lavanderia industrial. Mas quais são as diferenças entre vapor superaquecido e vapor saturado? As diferenças residem em seu estado termodinâmico.

Vapor saturado

Vapor saturado significa um estado em que líquido e gás coexistem em equilíbrio a uma determinada pressão. Nessa condição, o líquido continuará evaporando enquanto o gás continuará condensando até que ambos atinjam um equilíbrio dinâmico. Nesse momento, a temperatura e a pressão do vapor se igualam.vaporsão fixas. Elas são chamadas de temperatura de saturação e pressão de saturação. No início do equilíbrio, o vapor é vapor saturado úmido. Se o aquecimento continuar, o vapor se tornará vapor saturado seco após toda a água do vapor saturado evaporar. A temperatura do vapor, da saturação úmida à saturação seca, permanece a mesma. A temperatura do vapor não aumenta durante o processo de saturação úmida para saturação seca. A uma pressão fixa, se o vapor saturado seco for aquecido ainda mais, sua temperatura aumenta e ele se torna vapor superaquecido. O vapor superaquecido não contém gotículas ou névoa líquida e é um gás propriamente dito.

❑ Exemplo

Para simplificar:

● A uma determinada pressão, a água começa a vaporizar e gradualmente se transforma em vapor após ser aquecida até a ebulição. Nesse momento, a temperatura do vapor é igual à temperatura de saturação. Essa temperatura está relacionada à pressão. Quanto maior a pressão, maior a temperatura de saturação. Inversamente, quanto menor a pressão, menor a temperatura de saturação. Quando a pressão é de 0,10 MPa, a temperatura de saturação é de 99,09 °C. Quando a pressão é de 4,05 MPa, a temperatura de saturação é de 249,18 °C. Quando a pressão é de 10,13 MPa, a temperatura de saturação é de 309,53 °C.

Vapor superaquecido

A temperatura continuará a subir e ultrapassará a temperatura de saturação a essa pressão após o vapor saturado ser aquecido ainda mais. Esse vapor, que ultrapassa a temperatura de saturação, é chamado de vapor superaquecido. Nessa condição, a temperatura e a pressão do vapor deixam de ser constantes. Quando o calor aumenta, elas também aumentam. O vapor superaquecido possui maior energia térmica e capacidade térmica.

❑ Desvantagem

No entanto, na prática, o uso de vapor superaquecido para aquecimento é relativamente ineficiente. Isso ocorre porque o vapor superaquecido precisa ser resfriado até a temperatura de saturação para liberar a entalpia de evaporação. O calor liberado pelo resfriamento do vapor superaquecido até a temperatura de saturação é muito pequeno em comparação com a entalpia de evaporação.

● Se o superaquecimento do vapor for muito pequeno, essa pequena parte do calor é liberada com relativa facilidade. No entanto, quando o superaquecimento é muito alto, o tempo de resfriamento é muito maior. Durante esse período, apenas uma quantidade muito pequena de calor pode ser liberada.

Em equipamentos reais de troca de calor, o uso de vapor superaquecido forma uma parede seca no interior do equipamento. Essa área acumula incrustações rapidamente, causando o superaquecimento da parede da tubulação e levando à sua ruptura. Portanto, embora a temperatura do vapor superaquecido à mesma pressão seja maior que a do vapor saturado, sua capacidade de aquecimento é menor.

Conclusão

Na produção propriamente dita, se as lavanderias quiserem usar o vapor superaquecido de alta temperatura e pressão produzido pela usina, o vapor deve primeiro passar por um sistema de dessuperaquecimento e redução de pressão para ser convertido em vapor saturado antes de ser utilizado. O vapor superaquecido só libera seu calor latente mais útil quando resfriado até o estado saturado.