کتاب بهرام

بخار (Vapor) حالت گازی آب است که در اثر گرم شدن مایع (آب) به دمای جوش یا بالاتر از آن تشکیل می‌شود. بخار یکی از حالت‌های ماده است و زمانی ایجاد می‌شود که مولکول‌های آب انرژی کافی برای غلبه بر نیروهای بین‌مولکولی و تبدیل شدن به گاز را کسب کنند. بخار معمولاً نامرئی است، اما زمانی که با هوای سردتر برخورد کند، به صورت قطرات ریز آب (مه یا بخار قابل مشاهده) ظاهر می‌شود.

انواع بخار:
۱. بخار اشباع (Saturated Steam): بخاری است که در دمای جوش آب و در فشار مشخصی تشکیل می‌شود. این نوع بخار حاوی مقداری قطرات ریز آب است و به طور کامل خشک نیست.
۲. بخار خشک (Dry Steam): بخاری است که کاملاً تبخیر شده و هیچ قطره آبی در آن وجود ندارد. این نوع بخار برای کاربردهای صنعتی ایده‌آل است.
۳. بخار فوق‌داغ (Superheated Steam): بخاری است که پس از تبخیر کامل، بیشتر گرم شده و دمای آن از نقطه جوش آب بالاتر رفته است. این نوع بخار در صنایع خاص مانند نیروگاه‌های برق استفاده می‌شود.

فرآیند تشکیل بخار:
بخار زمانی تشکیل می‌شود که آب به دمای جوش (۱۰۰ درجه سانتی‌گراد در فشار اتمسفر معمولی) برسد و انرژی کافی برای تبخیر دریافت کند. این فرآیند شامل مراحل زیر است:
۱. گرمایش: آب تا دمای جوش گرم می‌شود.
۲. تبخیر: در دمای جوش، مولکول‌های آب انرژی کافی برای تبدیل شدن به گاز را کسب می‌کنند.
۳. تشکیل بخار: مولکول‌های آب به صورت گاز (بخار) درمی‌آیند و از سطح آب جدا می‌شوند.

کاربردهای بخار:
بخار به دلیل داشتن انرژی گرمایی بالا و قابلیت انتقال آسان، در صنایع مختلف کاربردهای گسترده‌ای دارد. برخی از مهم‌ترین کاربردهای بخار عبارتند از:
۱. تولید برق: در نیروگاه‌های حرارتی، بخار برای چرخاندن توربین‌ها و تولید الکتریسیته استفاده می‌شود.
۲. صنایع شیمیایی: بخار در فرآیندهای شیمیایی مانند تقطیر، خشک‌کردن و گرم‌کردن مواد استفاده می‌شود.
۳. صنایع غذایی: بخار برای پاستوریزه‌کردن، استریلیزه‌کردن و پخت غذاها به کار می‌رود.
۴. سیستم‌های گرمایشی: بخار در سیستم‌های گرمایش مرکزی و رادیاتورها برای گرم‌کردن ساختمان‌ها استفاده می‌شود.
۵. حمل و نقل: در گذشته، بخار برای به حرکت درآوردن لوکوموتیوهای بخار و کشتی‌های بخار استفاده می‌شد.

خواص بخار:

• انرژی گرمایی بالا: بخار می‌تواند مقدار زیادی انرژی گرمایی را حمل کند.

• قابلیت انتقال آسان: بخار به راحتی از طریق لوله‌ها منتقل می‌شود.

• فشار قابل کنترل: فشار بخار را می‌توان به راحتی کنترل کرد و برای کاربردهای مختلف تنظیم نمود.

مزایا و معایب بخار:

• مزایا:

  • منبع انرژی پاک و بدون آلایندگی (در صورت استفاده از آب خالص).

  • قابلیت استفاده در صنایع مختلف.

  • بازدهی بالا در انتقال انرژی.

• معایب:

  • نیاز به تجهیزات پیچیده و گران‌قیمت برای تولید و کنترل بخار.

  • خطرات ناشی از فشار بالا و دمای زیاد.

نتیجه‌گیری:
بخار به عنوان یکی از حالت‌های ماده، نقش مهمی در صنعت و زندگی روزمره ایفا می‌کند. از تولید برق تا گرم‌کردن خانه‌ها، بخار به عنوان یک منبع انرژی کارآمد و قابل اعتماد شناخته می‌شود. با پیشرفت فناوری، استفاده از بخار در صنایع مختلف همچنان ادامه دارد و این ماده به عنوان یکی از پایه‌های توسعه صنعتی و اقتصادی جهان باقی مانده است.