Buhar Nedir?

Sıvı suda, H ₂ O molekülleri sürekli olarak bir araya getirilir ve ayrılır. Ancak su molekülleri ısıtıldığında, molekülleri birbirine bağlayan bağlar oluşabileceklerinden daha hızlı kırılmaya başlar. Sonunda, yeterli ısı sağlandığında, bazı moleküller serbest kalır. Bu ‘serbest’ moleküller buhar olarak bildiğimiz şeffaf gazı veya daha spesifik olarak kuru buharı oluşturur.

Buhar kullanan endüstrilerde, yaygın olarak kullanılan iki buhar türü kuru buhar (aynı zamanda “doymuş buhar” olarak da adlandırılır) ve ıslak buhardır.

• Kuru buhar,  tüm su molekülleri gaz halinde kaldığında buhara uygulanır. Şeffaf bir gazdır.
• Islak buhar,  su moleküllerinin bir kısmının enerjisini (gizli ısısını) verip yoğunlaşarak küçük su damlacıkları oluşturduğu buhara uygulanır.

Bir su ısıtıcısının su kaynatması örneğini ele alalım. Su önce bir eleman kullanılarak ısıtılır. Su elemandan giderek daha fazla ısı emdikçe, molekülleri daha fazla çalkalanır ve kaynamaya başlar. Yeterli enerji emildiğinde, suyun bir kısmı buharlaşır ve bu da moleküler hacimde 1600 kata kadar bir artışı temsil edebilir.

Bazen bir buğu, ağızdan dışarı çıkarken görülebilir. Bu buğu, kuru buharın daha soğuk atmosfere salındığında enerjisinin bir kısmını ortam havasına aktararak nasıl kaybettiğinin bir örneğidir. Moleküller arası bağların tekrar oluşmaya başlamasına yetecek kadar enerji kaybedilirse, havadaki minik damlacıklar görülebilir. Sıvı haldeki (minik damlacıklar) ve gaz halindeki (buhar) suyun bu karışımına ıslak buhar denir.

Buharın doğası ve çeşitleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için aşağıdaki makaleyi okuyun:

• Buhar Türleri

Buhar, sanayi devriminde hayati bir rol oynamıştır. 18. yüzyılın başlarında buhar motorunun modernizasyonu, buharlı lokomotif ve buharlı geminin icadı gibi büyük atılımlara yol açmıştır, buhar fırını ve buhar çekicinden bahsetmiyorum bile. İkincisi, buhar borularında bulunan su çekicine bir gönderme değil, dövmeleri şekillendirmek için kullanılan buharla çalışan bir çekici ifade eder.

Ancak günümüzde içten yanmalı motorlar ve elektrik, güç kaynağı olarak buharın yerini sıklıkla almıştır. Buna rağmen, buhar hala elektrik santrallerinde ve bazı büyük ölçekli endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Buhar, günümüzde hem doğrudan hem de dolaylı ısı kaynağı olarak ısıtma uygulamalarında kullanılmaktadır.

Doğrudan Buhar Isıtma

Doğrudan buharla ısıtma yöntemi, buharın ısıtılacak ürünle doğrudan temas halinde olduğu işlemleri ifade eder.

Aşağıdaki örnek Çin mantılarının buharda pişirilmesini göstermektedir. Kaynayan su dolu bir tencerenin üzerine bir buhar sepeti yerleştirilir. Su kaynadıkça, buhar sepete yükselir ve yemeği pişirir. Bu düzenekte, kazan (tencere) ve buhar kabı (sepet) birleştirilir.

Buharlı gıda pişirmenin temelinde, buharın ısıtılan ürünle doğrudan temas etmesi sağlanarak, buharın gizli ısısının doğrudan gıdaya aktarılması ve yoğunlaşmayla oluşan su damlacıklarının nem sağlaması yatar.

Sanayide doğrudan buharla ısıtma yöntemi sıklıkla pişirme, sterilizasyon, buharla boğma, vulkanizasyon ve diğer proseslerde kullanılır.

Dolaylı Buhar Isıtma

Dolaylı buhar ısıtma yöntemi, buharın ısıtılan ürünle doğrudan temas halinde olmadığı işlemleri ifade eder. Hızlı ve eşit ısıtma sağladığı için endüstride yaygın olarak kullanılır. Bu yöntem genellikle ürünü ısıtmak için bir ısı eşanjörü kullanır.

Bu yöntemin doğrudan buhar ısıtmaya göre avantajı, ısıtma sırasında oluşan su damlacıklarının ürünü etkilemeyecek olmasıdır. Bu nedenle buhar, eritme, kurutma, kaynatma ve benzeri gibi çeşitli uygulamalarda kullanılabilir.

Dolaylı buhar ısıtması, gıda ve içecek üretimi, lastik, kağıt, karton, benzin ve ilaç gibi yakıtların üretimi gibi çok çeşitli proseslerde kullanılır.

Buharın sanayide kullanımına ilişkin daha detaylı bilgi için aşağıdaki makaleyi okuyun:

• Steam için Başlıca Uygulamalar