Höyryvirtausta

Höyryvirtausta tarkoitetaan höyryn siirtymistä ja kulkua putkistossa sekä teollisuuslaitteissa. Se voi olla kyllästettyä höyryä, ylikuumentunutta höyryä tai kahdenfaasin (höyry–vesi) virtausta. Höyryvirtaus on keskeinen energian siirtämisen ja prosessien lämmönluovutuksen kannalta.

Ominaisuuksiin vaikuttavat paine ja lämpötila sekä höyryn laatu eli kuivuusluku (x). Massavirta m_dot sekä tilavuusvirta voivat olla olennaisia suureita. Kahden faasin virtausta luonnehtivat lisäksi kondensaatioprosessit sekä vaihemuutokset, jotka vaikuttavat energian ja massan siirtoon.

Laskenta ja mittaus: Massavirran mittaus voidaan toteuttaa erilaisilla virtausmittareilla, kuten paine-eromittareilla sekä turbiinimittareilla. Mittauksia pyritään sovittamaan standardiolosuhteisiin ja huomioimaan painehäviöt sekä höyryn laadun muutokset energiahäviöiden arvioimisessa.

Sovellukset ja suunnittelu: Höyryvirtausta hyödynnetään sähkön- ja teollisuuden lämpöenergian siirtämisessä sekä prosessilämmityksessä. Putkistojen suunnittelussa kiinnitetään huomiota painehäviöön, eristykseen, kondensaation hallintaan sekä turvallisuuteen. Virtausta säädetään mittaus- ja säätöjärjestelmillä, jotka pitävät prosessin vaaditulla tasolla.

Tärkeitä käsitteitä: Höyryvirtausta tarkastellaan termodynamiikan näkökulmasta entalpiakäsitteillä, kuten höyryn h_g ja kiinteästi liittyvän kyllästetyn höyryn tilan sekä kuivuusaste. Käytännön suunnittelussa ja mittauksessa näiden muuttujien hallinta on olennaista energiatehokkuuden ja prosessin vakauden kannalta.