Căldură

Căldură, numită și generator de abur, aparat destinat să transforme un lichid în vapori. Într-o centrală convențională cu aburi, un cazan este alcătuit dintr-un cuptor în care se arde combustibilul, suprafețe pentru a transmite căldura de la produsele de ardere la apă și un spațiu în care se poate forma și colecta aburul. Un cazan convențional are un cuptor care arde un combustibil fosil sau, în unele instalații, combustibili reziduali. Un reactor nuclear poate servi, de asemenea, ca sursă de căldură pentru generarea de abur sub presiune.

Cazanele au fost construite încă din secolul I d.Hr. de către Hero din Alexandria, dar au fost folosite doar ca jucării. Abia în secolul al XVII-lea s-a luat serios în considerare potențialul energiei cu aburi pentru lucrări practice. Primul cazan cu supapă de siguranță a fost proiectat de Denis Papin din Franța în 1679; cazanele au fost fabricate și utilizate în Anglia până la începutul secolului al XVIII-lea. Primele cazane au fost realizate din fier forjat; pe măsură ce s-au realizat avantajele presiunii și temperaturii ridicate, producătorii au trecut la oțel. Cazanele moderne sunt fabricate din oțel aliat pentru a rezista la presiuni mari și temperaturi extrem de ridicate.

Cele mai multe cazane cu abur convenționale sunt clasificate fie ca fiind de tip tub de foc, fie de tip tub de apă. În tipul cu tuburi de foc, apa înconjoară tuburile de oțel prin care curg gazele fierbinți din cuptor. Aburul generat se colectează deasupra nivelului apei într-un tambur de formă cilindrică. O supapă de siguranță este reglată pentru a permite evacuarea aburului la presiuni mai mari decât presiunea normală de funcționare; acest dispozitiv este necesar la toate cazanele, deoarece adăugarea continuă de căldură la apă într-un vas închis fără mijloace de evacuare a aburului duce la creșterea presiunii și, în cele din urmă, la explozia cazanului. Cazanele cu tuburi de fum au avantajul de a fi ușor de instalat și de utilizat. Acestea sunt utilizate pe scară largă în instalații mici pentru încălzirea clădirilor și pentru a furniza energie pentru procesele din fabrici. Cazanele cu tuburi de fum sunt, de asemenea, utilizate la locomotivele cu abur.

În cazanul cu tuburi de apă, apa se află în interiorul tuburilor, iar gazele fierbinți ale cuptorului circulă în afara tuburilor. Atunci când turbogeneratorul cu abur a fost dezvoltat la începutul secolului al XX-lea, cazanele moderne cu tuburi de apă au fost dezvoltate ca răspuns la cererea de cantități mari de abur la presiuni și temperaturi cu mult peste cele posibile cu cazanele cu tuburi de foc. Tuburile se află în afara tamburului de abur, care nu are suprafață de încălzire și este mult mai mic decât în cazanul cu tuburi de fum. Din acest motiv, tamburul cazanului cu tuburi de apă poate rezista mai bine la presiuni și temperaturi mai ridicate. O mare varietate de dimensiuni și modele de cazane cu tuburi de apă sunt utilizate în nave și fabrici. Cazanul expres este proiectat cu tuburi de apă mici pentru generarea rapidă de abur. Cazanul flash poate să nu necesite un tambur de abur, deoarece tuburile funcționează la temperaturi atât de ridicate încât apa de alimentare se transformă în abur și se supraîncălzește înainte de a părăsi tuburile. Cele mai mari unități se găsesc în centralele electrice ale companiilor de utilități publice. Unități de dimensiuni considerabile sunt utilizate în oțelării, fabrici de hârtie, rafinării de petrol, uzine chimice și alte uzine mari de producție.

Obțineți un abonament Britannica Premium și obțineți acces la conținut exclusiv. Abonează-te acum

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.