Stoom
Stoomis, in denatuurkunde,verhittewaterdamp,verhit water in degasvormige aggregatietoestand.In het dagelijks leven wordt de naam stoom gegeven aan een hetenevelvan water: kleine, zichtbaredruppeltjeswater, boven bijvoorbeeld eenfluitketel.Echte stoom is echter gasvormig en onzichtbaar.
Soorten stoom
[bewerken|brontekst bewerken]Er zijn drie soorten stoom: natte, verzadigde en oververhitte stoom.
Natte stoom
[bewerken|brontekst bewerken]Natte stoom is stoom waarin kleine waterdeeltjes (condens) zweven. Door deze waterdeeltjes is desoortelijke massagestegen. Wanneer natte stoom verhit wordt, zullen allereerst deze waterdeeltjes verdampen. Bij voldoende verwarming wordt de stoom dan droog verzadigd.
Verzadigde stoom
[bewerken|brontekst bewerken]Verzadigde stoom is stoom die condenseert zodra de temperatuur daalt (zieDauwpunt). De ruimte waarin deze verzadigde stoom zich bevindt, bevat uitsluitend stoom en geen andere gassen of dampen. Deze stoom is ongeschikt voor het aandrijven van eenstoomturbine,maar voldoet prima voor het aandrijven van eenstoommachineof voor de overdracht van warmte. Er wordt dan gebruikgemaakt van verzadigde stoom die bij hogere druk is gegenereerd.
Oververhitte stoom
[bewerken|brontekst bewerken]Om oververhitte stoom te maken, moet er extra warmte aan de stoom worden toegevoegd. In een fluitketel kan dat niet, omdat daar alleen het water wordt verwarmd. De ontsnappende stoom blijft op het dauwpunt. In eenstoomketelgebeurt hetzelfde, maar de geproduceerde stoom kan vervolgens door eenoververhitterworden geleid. De verzadigde stoom stijgt in temperatuur en wordt dan oververhitte stoom genoemd. Bij verlies van warmte zal deze stoom afkoelen zonder dat er minuscule waterdruppeltjes ontstaan, die de rotors zouden kunnen beschadigen.
Toepassingen
[bewerken|brontekst bewerken]Productie
[bewerken|brontekst bewerken]Stoom kan op verschillende manieren geproduceerd worden. De bekendste vorm is het verwarmen van water met behulp van kolen of gas. Kleine installaties worden vaak met aardgas gestookt, zeer grote installaties zoals deHemwegcentralebij Amsterdam zijn kolengestookt. Soms zijn er afvalgassen die gebruikt kunnen worden: de centrales vanVattenfall(Nuon) in IJmuiden stoken bijvoorbeeld de restgassen vanTata Steeldie vrijkomen tijdens de productie van cokes en ruwijzer en het raffineren van ruwijzer tot staal.
Het verbranden van huisvuil wordt een milieuvriendelijke manier genoemd om stoom te produceren. Stoom wordt voor de productie vanelektriciteitdoor eenstoomturbinegeleid, de restwarmte kan worden gebruikt voorstadsverwarming.
Aandrijving
[bewerken|brontekst bewerken]Stoom wordt voor vele doeleinden gebruikt. Instoom-zuigermachinesen instoomturbineswordt stoom gebruikt om druk enwarmtein mechanischeenergieom te zetten. Bij de allereerste stoom-zuigermachines werd de zuiger in beweging gebracht door stoom in de cilinder te laten condenseren, waardoor onderdruk ontstond. Latere zuigermachines werkten op stoom met overdruk. Bij stoomturbines wordt oververhitte stoom langs turbineschoepen geblazen.
Verwarming
[bewerken|brontekst bewerken]Stoom wordt ook voor verwarming gebruikt. Hiervoor wordt een lucht-stoommengsel met 100% relatieve vochtigheid gebruikt, omdat deze in vergelijking met oververhitte stoom een veel hogere warmteoverdrachtscoëfficiënt heeft en bovendien de condensatiewarmte veel hoger is dan desoortelijke warmtevan stoom. Deze wijze van warmtetransport wordt bijvoorbeeld benut bij het koken vangroente,indien de groente slechts met weinig water op het vuur wordt gezet: stoom condenseert op het zich boven de vloeistof bevindende product, waardoor efficiënt warmte wordt overgedragen.
Een methode van warmte uitwisselen istracingof door middel van eenwarmtewisselaar.
Als een liter water tot stoom wordt verwarmd wordt het volume ongeveer 1600 keer zo groot. Dus als 1600 liter stoom condenseert naar water vindt er een volumeverkleining van 1600 keer plaats. Met deze methode wordt in de procesindustrie vaak een vacuüm gemaakt. Door stoom door eenejecteurte laten stromen kan een vloeistof opgezogen worden door het grote drukverschil.
Stoomgenerator
[bewerken|brontekst bewerken]Eenstoomgenerator(ook: Stoomstroomkring) is een apparaat dat tot doel heeft stoom op te wekken.
Gevaren
[bewerken|brontekst bewerken]Stoom is onder normale atmosferische omstandigheden heet. Bij aanraking loopt het menselijk lichaam, of bijna elk ander levend organisme, kans om blijvend letsel op te lopen of zelfs te overlijden. Bij inademing worden delongblaasjesverschroeid, waardoor de longfunctie ernstig belemmerd wordt.
Stoomexplosie
[bewerken|brontekst bewerken]Wanneer water met een heet voorwerp in contact komt, kan eenstoomexplosieplaatsvinden. Door de zeer snelle omzetting van water in stoom neemt het volume daarbij vele malen toe. Zo ontstaan stoomexplosies als water in aanraking komt metlavaof inijzergieterijenen andere locaties waar met hoge temperaturen gewerkt wordt.
Het omgekeerde kan ook gebeuren: wanneer hete stoom in aanraking komt met koud water treedt er een implosie van de stoom op, wat stoomslagen veroorzaakt en enorme schade kan aanrichten.
Overdruk-explosie
[bewerken|brontekst bewerken]Eenstoomketelonder hoge druk bevat een niet te veronachtzamen hoeveelheid energie. InRotterdamontplofte in 1911 eenstoomsleepbootmidden op de Maas; op beide oevers werd daardoor schade aangericht. Stoomketels moeten periodiek gekeurd worden om dit soort incidenten te voorkomen.
Omoverdrukte voorkomen, worden in de industriebreekplatenenveiligheidsventielengebruikt. Zodra de druk boven deontwerpdrukstijgt, zal er stoom afgevoerd worden.
