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蒸気の制御

蒸気の圧力制御

加熱なのに圧力を測るのはなぜ?

温度制御の問題点では温度測定の難しさという観点から制御を考えてみました。
本稿では、難しい温度測定をしないで済む方法は無いか?という視点で考えてみます。
通常、加熱用の蒸気としては飽和蒸気が使用されます。飽和蒸気 の特長の一つに『圧力を決めると温度が必ず一義的に決まる』という性質があり、この特長を最大限に活かしたものが、蒸気加熱における 圧力制御です。
つまり、飽和蒸気では、温度を測らなくても必要な蒸気温度が確実に得られるのです。

圧力測定の注意点

圧力の計測には温度計測と同様の問題点は無いのでしょうか?
圧力は閉じた空間のどこを測っても同じ値で、変化は瞬時に伝わります。ですから、温度測定時に問題となる、測る場所による温度の違いや、時間遅れは圧力の場合ほとんど問題になりません。その結果、加熱源である蒸気の圧力を制御することにより、熱源の温度が正確に制御されます。
一方、飽和蒸気で圧力制御を行う際に気をつけなければならない点としては以下が挙げられます。

  1. 熱交換器の蒸気室は蒸気のみで満たす
  2. 圧力損失を避ける

特に1.は大前提ですので、発生したドレンは速やかに排除して蒸気室に残さないようにします。また、蒸気以外の気体があると、分圧の問題で飽和温度が得られなくなりますので混じらないように注意します(この問題は蒸気の分圧で詳しく解説しています)。
2.では、圧力を測定したポイント以降で配管抵抗などが大きいと、圧力が大きく低下し蒸気温度も下がってしまいます。これらの点について十分注意を払う必要があります。

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