Wat is een stoomafscheider?
Een stoomafscheider wordt gebruikt om waterdamp uit stoom te verwijderen. Hoewel de term kan verwijzen naar een gespecialiseerde set apparatuur die in samenwerking werkt, kan een stoomafscheider iets zijn dat overtollige waterdamp uit stoom elimineert om de thermische efficiëntie van een op stoom gebaseerde motor te verhogen. Het eindproduct van een stoomvochtscheider wordt "droge" stoom genoemd, hoewel deze nog steeds water in gasvormige toestand bevat. Stoomafscheiders worden in alles gebruikt, van klassieke stoomlocomotiefmotoren tot moderne turbinesystemen aangedreven door kernsplijting.
Gewone of "natte" stoom die niet door een stoomafscheider is gegaan, bevat gesuspendeerde waterdruppels die zich nog in vloeibare toestand bevinden. Deze worden gecreëerd wanneer water voldoende wordt geëxciteerd door de hitte van het kookproces om vrij te komen van de grotere vloeistofmassa, maar energie die aan de moleculen wordt gegeven, is niet groot genoeg om de oppervlaktespanning van de druppels te breken. Deze druppels zijn niet alleen nog vloeibaar, maar ze bevatten ook kernen waarrond gasvormige stoom gemakkelijker kan afkoelen en condenseren.
In het meer eenvoudige voorbeeld van de stoomaangedreven locomotief wordt een stoomkoepel boven de ketel geplaatst om als stoomafscheider te fungeren. Stoom op weg van de ketel naar de zuigers die de motor aandrijven, moet de stoomkoepel passeren en weer terug naar beneden. Dit ontwerp creëert een passieve stoomafscheider. Waterdamp die wordt gevangen door de stoomafscheider zou anders doorgaan naar de zuigercilinders en daar condenseren. Als het water in voldoende grote hoeveelheid kon condenseren, zou het water een niet-samendrukbare massa in de zuigercilinder creëren, waardoor een toestand genaamd hydraulisch slot ontstaat, waardoor de hele motor uitvalt.
Hoewel sommige moderne stoommachines nog steeds een stoomkoepel gebruiken, kan deze vorm van stoomafscheider worden versterkt door andere vochtafscheiders, en de stoom kan door verschillende separatoren passeren voordat deze de turbines bereikt. Sommige passieve stoomafscheiders kunnen smalle buizen, kleppen of schoepen omvatten die de doorgang van vloeistofdruppeltjes ontmoedigen en al het geoogste water terugvoeren naar de ketel. Deze kunnen op een zodanige manier worden gevormd dat de daardoorheen stromende stoom wervelt, waardoor de efficiëntie van de inrichting wordt verhoogd.
De gevaren zijn verschillend in een turbine-aangedreven motor, de behoefte aan en functie van een stoomafscheider zijn in wezen hetzelfde. Waterdruppels in de hogedrukstoom die over turbines in moderne elektriciteitscentrales loopt, kunnen de turbinebladen en andere onderdelen beschadigen. Bovendien kan condensatie op de bladen en delen van de turbine na verloop van tijd leiden tot erosie. Hoewel dit soort schade mogelijk niet zo catastrofaal is als hydraulische vergrendeling, zal het de levensduur van een turbine nog steeds aanzienlijk verkorten.