Doymuş Buhar için Basınç / Sıcaklık Tablosu

Basınç ve Sıcaklık Tek Bir Ayardır

Doyma çizgisi üzerinde tek bir bağımsız değişken vardır. Basıncı belirlersiniz, sıcaklık onu izler. Bu basınç sıcaklık tablosunu bir başvuru merakı olmaktan çıkarıp çalışan bir alete dönüştüren şey budur: buhar hattındaki bir basınç düşürücü vana, pratikte bir sıcaklık kontrolörüdür.

Sütunlardan okuyarak: 6 at 158,1 °C, 20 at ise 211,4 °C verir. Yaklaşık 160 °C’de çalışması gereken bir proses, hattaki hiçbir sıcaklık cihazıyla değil, beslemeyi 6 atta tutarak orada tutulur.

Birim: 1 at, 1 bar Değildir

Basınç sütunu teknik atmosfer cinsindendir. Bir at, 1 kgf/cm² yani 0,980665 bar eder; dolayısıyla 10 at 9,81 bar, 80 at 78,5 bardır. Bu tablonun geldiği dönemin Türkçe ve Almanca tesis belgeleri at ile yazılmıştır, oysa bugünkü her manometre ve veri sayfası bar okur.

Basınç sıcaklık tablosunu sütun barmış gibi okumak yaklaşık %2’lik sistematik bir hata taşır; aralığın altında küçük, üstünde birkaç derece eder.

Basınçlar Mutlaktır

İlk satır bunu tek başına gösterir: 1,0 at 99,1 °C verir, yani atmosferik kaynama. Sütun efektif basınç olsaydı aynı satır yaklaşık 120 °C okurdu. Dolayısıyla 6 bar gösteren bir tesis manometresi mutlak 7,01 bar demektir, bu da 7,15 at eder; basınç sıcaklık tablosuna bu değerle girilir, 6 ile değil.

Sıcaklık Vanada Neyi Belirler

Vana seçimi asıl bu sütunda yapılır. Basınç sınıfları sıcaklıkla düşer; soğukta PN 40 olan bir gövde 250 °C’de PN 40 taşımaz ve flanş standardı ortam sıcaklığında değil, basınç sıcaklık tablosunun verdiği sıcaklıkta okunmalıdır.

Yuva ve sızdırmazlık malzemeleri daha katı bir sınır koyar. PTFE küresel vana yuvaları genellikle 200 °C’ye kadar iyidir; yani 20 atta — tabloda 211,4 °C — yumuşak yuvalı küresel vana malzeme sınırının dışındadır ve metal veya PEEK yuvalı bir tasarım gerekir. Aynı şey conta ve salmastra için de geçerlidir: PTFE salmastra kabaca 230 °C’de biter, üstünü grafit devralır. Tablonun tepesinde 80 at yaklaşık 294 °C’dir.

Çizginin Üstünde Kızgın Buhar Vardır

Bu basınç sıcaklık tablosu su ile buhar arasındaki sınırı tarif eder. Buhar kızdırıldığında sıcaklık ve basınç yeniden bağımsızlaşır ve tablo birinden diğerini tahmin etmez: 20 atta kızgın buhar 300 °C de olabilir 400 °C de. Kızgın buhar türbin ve uzun dağıtım hatları için iyidir çünkü buharı kuru tutar; ısı transferinde ise yararlı enerji yine doyma sıcaklığında açığa çıkar.

Kondens Tarafında Flaş Buhar

Aynı sayılar kondenstopun çıkışında ne olduğunu da açıklar. 8 atta çıkan kondens 169,6 °C’dedir; 1 attaki bir dönüş hattı ise sıvıyı ancak 99,1 °C’de tutabilir, dolayısıyla fazla ısı kondensin bir kısmını yeniden buharlaştırır. Bu örnekte kütlece yaklaşık %13’ü flaş olur; dönüş hatlarının ve flaş tanklarının sıvı hacminden çok daha büyük seçilmesinin sebebi budur.

Kazanda Değil, Kullanım Noktasında Okuyun

Basınç hat boyunca düşer, sıcaklık da onunla düşer. 12 atta çalışan bir kazan, yetersiz bir hat üzerinden uzak kolda yalnız 8 at sunuyorsa, basınç sıcaklık tablosu bunu gerçek bir kayba çevirir: kazanda 187,1 °C, kullanıcıda 169,6 °C.

180 °C için tasarlanmış bir proses bu durumda hiçbir zaman sıcaklığa ulaşmaz ve bunu ne kondenstop ayarı ne kontrol vanası kurtarır. Uzun hatlarda basıncı kolun kendisinde ölçün ve prosesin istediğiyle karşılaştırın.

Tabloyu Sahada Doğrulamak

Bu basınç sıcaklık tablosunun sağlaması kolaydır ve arıza aramanın en hızlı yoludur. Buhar hattına takılı bir manometre ile bir yüzey termometresi alın, ikisini de yük altında okuyun ve tabloda aynı satıra düşüp düşmediklerine bakın.

Düşüyorlarsa hatta doymuş buhar vardır ve sorun başka yerdedir. Sıcaklık basıncın gösterdiğinden belirgin şekilde düşükse hatta hava veya yoğuşmayan gaz vardır; belirgin şekilde yüksekse buhar kızgındır. Ölçüm iki dakika sürer ve basınç sıcaklık tablosu olmadan bu ayrım yapılamaz.

İndirgeme İstasyonundan Sonra Ne Olur

Bir basınç düşürücü istasyon buharı 12 attan 4 ata indirdiğinde, basınç sıcaklık tablosu iki tarafı da tarif eder: girişte yaklaşık 187 °C, çıkışta 142 °C. Aradaki fark yok olmaz; buhar kısılırken entalpisini koruduğu için çıkışta bir miktar kızgınlık ortaya çıkar ve buhar doyma çizgisinin bir miktar üstünde kalır.

Bu kızgınlık kısa sürede kaybolur ama ısı transferi açısından yanıltıcıdır: termometre doyma sıcaklığından yüksek okur, oysa yüzeye geçen enerji yine 4 atın doyma sıcaklığında açığa çıkar. İndirgeme sonrası bir eşanjörü boyutlandırırken sıcaklığı termometreden değil, çıkış basıncına karşılık gelen satırdan alın.

Aynı sebeple indirgeme istasyonunun çıkışına ayrı bir kondenstop grubu konur. Basınç düştüğünde hattaki kondensin bir kısmı flaş olur, kalanı ise düşük basınçta çok daha büyük hacim kaplar; basınç sıcaklık tablosundaki iki satır bu geçişin büyüklüğünü doğrudan verir.

Hava ve Yoğuşmayan Gazlar

Tablo saf buhar varsayar. Sistemde hava varsa, karışımın toplam basıncı aynı kalsa bile buharın kısmi basıncı düşer ve gerçek sıcaklık basınç sıcaklık tablosunun verdiğinin altında kalır. Hacimce %10 hava, ısı transfer yüzeyinde birkaç derecelik bir kayıp demektir.

Bunun pratik karşılığı şudur: manometre doğru basıncı gösterirken proses yine de ısınmıyorsa, ilk bakılacak yer hava tahliyesidir. Ceketli kapların ve eşanjörlerin en üst noktasına otomatik hava atıcı konur; devreye alırken hattın havası basılmadan sıcaklık tutmaz.

Kondenstop Seçiminde Kullanımı

Kondenstop, giriş ve çıkış basınçları arasındaki farka göre seçilir ve bu farkın karşılığı olan sıcaklıklar basınç sıcaklık tablosundan okunur. Termostatik tipler doyma sıcaklığının birkaç derece altında açar; yani seçim doğrudan bu tablodaki değere dayanır.

Dönüş hattında karşı basınç varsa fark küçülür ve kondenstopun kapasitesi düşer. Karşı basıncı ölçüp basınç sıcaklık tablosundan iki sıcaklığı da okumak, kapasitenin gerçekte ne kadar kaldığını gösterir; katalog değeri sıfır karşı basınca göre verilmiştir.

İlgili Buhar Tabloları

Basınç sıcaklık tablosu bir basınca karşılık sıcaklığı verir; yanındaki iki tablo resmi tamamlar. Buhar tablosu her noktadaki entalpi ve özgül hacmi ekler, boru çaplarına göre buhar kapasitesi ise çıkan kg/h değerini boru çapına çevirir.