10.6. Separatörler ve Buhar Sistemlerindeki Rolü

Buhar kullanan birçok proseste, buharın mümkün olduğunca kuru olarak beslenmesi esastır. Bununla birlikte, aşırı ısıtılmadıkça, tüm tesis buharı, kazandan çıktıktan hemen sonra nem içerir ve sistem boyunca hareket ederken ısı kaybetmeye ve yoğunlaşmaya devam eder. Buhar kapanlarının takılması, boruların dibi boyunca hareket eden kondensi giderebilir, ancak buhar akışında sürüklenen nemi gideremezler, bu da kuru buharın tek başına kapanlar kullanılarak sağlanamayacağı anlamına gelir.

Ek olarak, 10 m/s kadar düşük akış hızlarında, yön değişiklikleri ve basınç farkları, boruların tabanı boyunca akan kondensin bir kısmının buhar akışında sürüklenmesine neden olabilir. 30 m/s’ye varan hızlarda hareket ederken bu sürüklenen kondensin uzaklaştırılması, bir separatör tarafından gerçekleştirilmesi gereken bir görevdir.

Kondensin buharda sürüklenmesine örnekler

Ayırıcı mekanizmalarla ilgili olarak dikkate alınması gereken dört temel tasarım ilkesi vardır: mekanik engel, elde edilen akış hızı, yön değişiklikleri ve çarpma. Bu tekniklerden sadece biri yerine birkaçı kullanılarak daha yüksek ayırma verimliliği elde edilebilir.

Örneğin, aşağıdaki separatör, yön değişiklikleri yapmak ve dolayısıyla sürüklenen nemin bir yüzdesini gidermek için bölme levhaları kullanır. Bununla birlikte, yüksek verimli ayırma elde etmek için hız hala yetersiz olabilir ve nemin çoğu buhar akışında kalabilir.

Başka bir yöntem, ikisini ayırmak için sıvı ve gazın özgül ağırlıklarındaki farktan yararlanarak merkezkaç kuvvetini kullanmaktır. Bu durumda, buhar spiral bir akışa kanalize edilir ve daha ağır yoğuşma damlacıklarının akıştan dışarı atılmasına ve separatörün iç duvarına fırlatılmasına neden olur. Yerçekimi daha sonra kondensi, boşaltmak için bir buhar kapanının monte edildiği separatörün altına çeker.

TLV separatörlerinde kullanılan merkezkaç kuvveti yöntemi, %98’e varan bir separasyon verimliliği elde etmek için dört separasyon prensibinin tümünü içerir.

Separatörlerin yaygın bir kullanımı, kauçuğun vulkanizasyonu, buharla çalışan ütüler veya bir buharlı pişirici kullanılarak pişirme işlemleri gibi doğrudan buharlı ısıtma uygulamaları için kuru buhar sağlamaktır. Diğer uygulamalar arasında atomizasyon, kataliz işlemleri veya et kürleme işlemleri yer alabilir. Bu tür sistemlerde, buhar kullanılmadan önce sürüklenen kondensi en etkili şekilde durdurmak için separatör buhar kullanan ekipmanın hemen önüne monte edilir.

Doğrudan buharlı ısıtmanın yanı sıra, separatörler tarafından önemli ölçüde iyileştirilen diğer uygulamalar arasında buharla çalışan ejektörler, türbinler ve aşırı ısıtılmış buhar üretmek için kullanılan ısıtıcılar bulunur.

İyileştirilmiş buhar kalitesinin yanı sıra, separatörlerin sağlayabileceği ek faydalar da vardır; Separatörler, buhar hattındaki fazla sıvıyı uzaklaştırarak, yüksek hızlı su damlacıklarının neden olduğu su darbesi ve erozyonun azaltılmasına da katkıda bulunur.

Seperatörlerin kullanımı sadece buhar sistemleri ile sınırlı değildir. Basınçlı hava sistemlerinde, hava sıcaklığı çiğlenme noktasının altına düştüğünde yoğuşma oluşur. Ortaya çıkan su damlacıkları hava akışında sürüklenebilir ve sistem verimliliğinin düşmesine ve diğer komplikasyonlara yol açabilir. Basınçlı hava üfleme sistemleri ve püskürtme tabancaları, kuru hava beslemesi gerektiren uygulamalara sadece iki örnektir.

Buhar için seperatörler kondenstop ile birlikte kullanılırken, hava için seperatörler yeterli bir kondenstop ile birlikte kullanılmalıdır. Bu noktanın yanı sıra, merkezkaç kuvvetini kullanan ayırma mekanizması, esasen buharda olduğu kadar havada da etkilidir.

Bir separatörün performansı, işlemek için tasarlandığından daha yüksek hızda veya kütlede bir akışla karşı karşıya kalırsa düşebilir. Mevcut boru tesisatı ile boyut uyumluluğuna dayalı bir separatör seçmek yerine, en iyi sonuçları elde etmek için performansını etkileyebilecek tüm faktörleri göz önünde bulundurmak önemlidir. Basınç kaybı ve akış hızı aralığının kabul edilebilir sınırlar içinde olup olmadığını her zaman kontrol ettiğinizden emin olun.

Ayırıcılar, yerleşik bir tuzağı olan veya olmayan modellerde gelebilir. Herhangi bir tuzağın dahil edilmemesi durumunda, ayrı bir tuzak kurulmalıdır.

Ekipmanın konumuna ve separatörün nasıl kullanılacağına bağlı olarak, separatör içindeki kondens yükü oldukça büyük olabilir. Yerleşik bir kapana sahip bir ayırıcı modeli kullanmak mümkün değilse, kondens yükünü yeterince kaldırabilecek ayrı bir kapanın doğru bir şekilde boyutlandırılması gerekecektir.

Orijinal Kaynak: https://www.tlv.com/en-de/steam-info/steam-theory