스팀

Steam
이 기사는 기체로써의 물에 관한 것이다.비디오 게임 유통 플랫폼은 스팀(서비스)을 참조하십시오.기타 용도는 증기(동음이의)를 참조하십시오.
옐로스톤 공원 내 캐슬 간헐천 액상 분출
증기의 온도 대 엔트로피 다이어그램
증기용 몰리에 엔탈피 대 엔트로피 도표

증기는 기상의 물이다.이는 증발 또는 비등 때문에 발생할 수 있으며, 물이 기화의 엔탈피에 도달할 때까지 열이 가해집니다.포화되거나 과열된 증기는 눈에 보이지 않지만, "증기"는 종종 수증기가 응축되면서 형성되는 물방울의 눈에 보이는 안개 또는 에어로졸을 말합니다.

물은 표준 온도와 압력에서 부피가 1,700배 증가하며, 이러한 부피의 변화는 증기 엔진의 하위 그룹인 왕복 피스톤형 엔진과 증기 터빈과 같은 증기 엔진에 의해 기계적 작업으로 전환될 수 있습니다.피스톤식 증기 엔진은 산업 혁명에 중심적인 역할을 했고, 현대식 증기 터빈은 전 세계 전력의 80% 이상을 생산하는 데 사용됩니다.액체 상태의 물이 매우 뜨거운 표면과 접촉하거나 증기 압력 이하로 빠르게 감압되면 증기 폭발을 일으킬 수 있습니다.

증기의 종류 및 변환

증기는 전통적으로 석탄 등을 태워 보일러를 가열하는 방식으로 만들어지지만 태양에너지로 [1][2][3]증기를 만드는 것도 가능하다.물방울이 포함된 수증기는 습식증기라고 한다.젖은 증기가 더 가열되면 물방울이 증발하고 충분한 온도(압력에 따라 다름)에서 모든 물이 증발하며 시스템은 기액 [4]평형 상태에 있습니다.증기가 이 평형점에 도달하면 포화증기라고 합니다.

과열 증기는 압력에 대한 끓는점보다 높은 온도의 증기이며,[5] 모든 액체 물이 증발했거나 시스템에서 제거되었을 때만 발생합니다.

증기 표에는 물/포화 증기에 대한 열역학 데이터가 포함되어 있으며, 증기와 관련된 열역학 사이클이 사용되는 장비의 설계 및 작동에 엔지니어와 과학자가 자주 사용합니다.또한 본 기사에 제시된 온도-엔트로피 다이어그램 또는 몰리에 다이어그램과 같은 물/증기의 열역학 위상 다이어그램이 유용할 수 있습니다.증기 차트는 열역학 주기 분석에도 사용됩니다.

Mollier enthalpy entropy chart for steam - US units.svg
Pressure-enthalpy chart for steam, in US units.svg
Temperature-entropy chart for steam, imperial units.svg
증기의 엔탈피 엔트로피(h-s) 다이어그램. 증기의 압력-엔탈피(p-h) 다이어그램. 증기의 온도-엔트로피(T-s) 다이어그램.

사용하다

농업

농업에서는 유해화학물질의 사용을 피하고 [7]토양건강을 증진시키기 위해 토양소독에 증기를 사용한다.

국내의

열을 전달하는 증기의 능력은 가정에서도 사용됩니다. 채소 요리, 직물, 카펫, 바닥재의 증기 청소, 그리고 건물의 난방에 사용됩니다.각각의 경우 보일러에서 물을 가열하고 증기는 에너지를 대상 물체에 전달한다.스팀 또한 다림질할 때 사용되는데, 열로 충분한 습도를 더하여 옷에 주름을 잡아주고 의도적으로 주름을 잡아준다.

발전(및 열병합발전)

2000년 현재, 모든 전기의 약 90%가 증기 [8]터빈에 의해 작동 유체로 증기를 사용하여 생산되었습니다.

발전에서 증기는 일반적으로 팽창 주기가 끝날 때 응축되어 재사용을 위해 보일러로 돌아갑니다.그러나 열병합발전에서는 지역난방시스템을 통해 증기가 건물로 배관되어 발전사이클에 사용된 후 열에너지를 공급한다.세계에서 가장 큰 증기 발생 시스템은 뉴욕시의 증기 시스템으로, 7개의 열병합 [9]발전소에서 맨해튼의 10만 개의 건물에 증기를 펌핑합니다.

에너지 저장소

무화 증기 기관차
보일러와 유사하지만 굴뚝이 없으며 실린더가 굴뚝 끝이 아닌 택시 끝에 있는지 확인하십시오.

다른 산업 분야에서는 증기가 에너지 저장에 사용되며, 열 전달에 의해 도입되고 추출됩니다. 대개 파이프를 통해 이루어집니다.수증기는 물의 높은 증발열 때문에 열에너지를 저장할 수 있는 저장공간이다.

무화증기기관차는 기존 기관차의 보일러와 비슷한 대형 탱크에 저장된 증기로 운행되는 증기기관차였다.이 탱크는 제지공장과 같은 여러 대형 공장에서 사용 가능한 프로세스 증기로 채워졌습니다.기관차의 추진력은 전형적인 증기 기관차와 마찬가지로 피스톤과 연결봉을 사용했다.이 기관차는 주로 보일러의 화기로 인한 화재의 위험이 있는 장소에서 사용되었지만, 증기가 충분히 공급되는 공장에서도 사용되었습니다.

기계적 노력

증기 엔진과 증기 터빈은 증기의 팽창을 사용하여 피스톤이나 터빈을 구동하여 기계적 작업을 수행합니다.펌핑 전력의 소비량이 상대적으로 적은 고압에서 응축 증기를 물-액체로 보일러로 되돌릴 수 있는 능력은 중요합니다.증기 터빈의 저압 끝에서 수증기로의 응축이 발생하는 경우가 많은데, 이는 에너지 효율을 극대화하기 때문입니다. 그러나 이러한 습식 증기 조건은 과도한 터빈 날개 침식을 방지하기 위해 제한되어야 합니다.엔지니어는 이상적인 열역학 사이클인 랭킨 사이클을 사용하여 증기 엔진의 동작을 모델링합니다.증기 터빈은 종종 전기 생산에 사용된다.

살균

압력 하에서 증기를 사용하는 오토클레이브는 미생물학 실험실 및 유사한 환경에서 살균을 위해 사용됩니다.

증기, 특히 건조(고열) 증기는 살균 수준까지 항균 세척에 사용할 수 있습니다.증기는 무독성 항균제이다.[10][11]

배관의 증기

증기는 전선 배관에 사용된다.파이프라인과 용기의 온도를 균일하게 유지하기 위해 파이프의 재킷과 트레이스에도 사용됩니다.

산업 프로세스

증기는 열을 전달하여 화학 반응을 일으키고, 물체를 살균 또는 소독하며, 온도를 일정하게 유지하는 기능을 위해 여러 산업에 걸쳐 사용됩니다.목재업계에서 증기는 나무를 구부려 벌레를 죽이고 가소성을 높이는 과정에서 사용된다.증기는 특히 프리패브릭에서 콘크리트 건조를 강조하기 위해 사용된다.콘크리트는 수화 중에 열을 발생시키고 증기의 추가 열은 콘크리트의 경화 반응 과정에 악영향을 미칠 수 있으므로 주의해야 한다.화학 및 석유화학 산업에서 증기는 다양한 화학 과정에서 반응물로 사용됩니다.긴 사슬 탄화수소의 증기 균열은 연료 또는 기타 화학적 용도로 낮은 분자량의 탄화수소를 생성합니다.증기 개질에서는 신가스 또는 수소가 생성됩니다.

청소

섬유 및 기타 재료의 청소에 사용되며, 도장 준비에도 사용됩니다.증기는 경화된 그리스 및 오일 잔류물을 녹이는 데도 유용하므로 주방 바닥 및 장비, 내연기관 및 부품 청소에도 유용합니다.뜨거운 물 분무에 비해 증기를 사용하는 것의 이점 중 하나는 증기가 더 높은 온도에서 작동할 수 있고 [12]분당 훨씬 적은 양의 물을 사용할 수 있다는 사실이다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Taylor, Robert A.; Phelan, Patrick E.; Adrian, Ronald J.; Gunawan, Andrey; Otanicar, Todd P. (2012). "Characterization of light-induced, volumetric steam generation in nanofluids". International Journal of Thermal Sciences. 56: 1–11. doi:10.1016/j.ijthermalsci.2012.01.012.
  2. ^ Taylor, Robert A.; Phelan, Patrick E.; Otanicar, Todd P.; Walker, Chad A.; Nguyen, Monica; Trimble, Steven; Prasher, Ravi (2011). "Applicability of nanofluids in high flux solar collectors". Journal of Renewable and Sustainable Energy. 3 (2): 023104. doi:10.1063/1.3571565.
  3. ^ Taylor, Robert A.; Phelan, Patrick E.; Otanicar, Todd; Adrian, Ronald J.; Prasher, Ravi S. (2009). "Vapor generation in a nanoparticle liquid suspension using a focused, continuous laser". Applied Physics Letters. 95 (16): 161907. Bibcode:2009ApPhL..95p1907T. doi:10.1063/1.3250174.
  4. ^ Singh, R Paul (2001). Introduction to Food Engineering. Academic Press. ISBN 978-0-12-646384-2.[페이지 필요]
  5. ^ "Superheated Steam". Spirax-Sarco Engineering.
  6. ^ Malhotra, Ashok (2012). Steam Property Tables: Thermodynamic and Transport Properties. ISBN 978-1-479-23026-6.[페이지 필요]
  7. ^ van Loenen, Mariska C.A.; Turbett, Yzanne; Mullins, Chris E.; Feilden, Nigel E.H.; Wilson, Michael J.; Leifert, Carlo; Seel, Wendy E. (2003-11-01). "Low Temperature–Short Duration Steaming of Soil Kills Soil-Borne Pathogens, Nematode Pests and Weeds". European Journal of Plant Pathology. 109 (9): 993–1002. doi:10.1023/B:EJPP.0000003830.49949.34. ISSN 1573-8469. S2CID 34897804.
  8. ^ Wiser, Wendell H. (2000). "Energy Source Contributions to Electric Power Generation". Energy resources: occurrence, production, conversion, use. Birkhäuser. p. 190. ISBN 978-0-387-98744-6.
  9. ^ Bevelhymer, Carl (November 10, 2003). "Steam". Gotham Gazette.
  10. ^ EP 특허출판물 2,091,572
  11. ^ Song, Liyan; Wu, Jianfeng; Xi, Chuanwu (2012). "Biofilms on environmental surfaces: Evaluation of the disinfection efficacy of a novel steam vapor system". American Journal of Infection Control. 40 (10): 926–30. doi:10.1016/j.ajic.2011.11.013. PMID 22418602.
  12. ^ "Why Steam?". Sioux Corporation Website. Sioux Corporation. Retrieved 24 September 2015.

외부 링크

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