קיטור

קטר קיטור

קיטור הוא אדי מים – גז חסר צבע, אשר בתנאים סטנדרטיים של טמפרטורה ולחץ, צפיפותו נמוכה פי 1,600 בערך מצפיפותם של מים במצב צבירה נוזלי.

שני המצבים של הקיטור

בהנדסה מתייחסים לקיטור בשני מצבים:

קיטור רווי

קיטור רווי הוא אדי מים בשיווי משקל כימי עם מים נוזליים. בקיטור רווי יש יחס חד-ערכי בין הלחץ לבין הטמפרטורה, הנקבע מתוך שיווי המשקל של המים בין גז ונוזל. כלומר, אם ידוע לחץ הקיטור הרווי, ניתן לדעת מה הטמפרטורה שלו, ולהפך. כדי למצוא את לחץ הקיטור המתאים לטמפרטורה, או את הטמפרטורה המתאימה ללחץ הקיטור, משתמשים בטבלאות קיטור המכילות את המידע הדרוש.

קיטור שחון

קיטור שחון ("יבש") הוא קיטור שהטמפרטורה שלו גבוהה מהטמפרטורה המתאימה ללחץ שלו על-פי טבלאות הקיטור, או – באופן שקול – שהלחץ שלו קטן מהלחץ המתאים לטמפרטורה שבה הוא נמצא. קיטור שחון נוצר כאשר קיטור רווי בא במגע עם משטח בטמפרטורה גבוהה, ועשוי להגיע לטמפרטורות של מאות מעלות צלזיוס.

שימושים

אדי מים מכונים קיטור בעיקר בהקשרים הנדסיים ומכניים.

השימושים העיקריים בקיטור הם:

• מנוע קיטור – מכונה המנצלת את הלחץ שהאדים מפעילים כדי להניע בוכנה המחובר לגל ארכובה אשר מחובר בקצהו למכונה אחרת ומייצר עבודה מכנית.
• טורבינת קיטור – מכונה המנצלת את הלחץ שהאדים מפעילים על-מנת לסובב טורבינה, ובכך לייצר עבודה מכנית.
• קיטור משמש גם לניקיון בתים ומנועי מכוניות בעזרת מכונות שטיפה בלחץ וחום גבוהים.
• אדי מים בלחץ נמוך משמשים בשימושים בריאותיים שונים: בסאונה ובאינהלציה.
• קיטור משמש גם לחיטוי וסטריליזציה של מוצרי רפואה ומזון. בתעשיית המזון הוא משמש גם לבישול, אפילו ביתי.
• מגהץ קיטור – האדים משמשים להרפיית הקשרים הכימיים הפנימיים בכותנה.

שימושים אחרים בקיטור

לאדי מים בצפיפות נמוכה זו ישנם שימושים שונים.בהקשרים מכניים והנדסיים מנוע העשוי מאדי מים בלחץ משמש גם על מנת להניע בוכנות או טורבינות, וגם על מנת לייצר עבודה מכנית. אדי מים במצב רווי משמשים בדרך כלל במצבים בהם יש צורך בטמפרטורה קבועה וגבוהה. אדי מים שחונים משמשים בדרך כלל על מנת להפעיל טורבינות, כאשר הימצאות של טיפות של מים במתקנים אלו עשויה להרוס את הטורבינה.

ייצור הקיטור

קיטור מיוצר על ידי הזנת מים למערכת צנרת הקולטת חום שמיוצר בסביבתה. ייצור החום יכול להתבצע בשיטות שונות כמו שריפת פחם ודלקים שונים, ניצול אנרגיית השמש^[1] או ביקוע בכור גרעיני^[2]. המערכת היא מערכת סגורה ובדרך זו אד הקיטור מעלה את הטמפרטורה שלו, או את לחצו או את שניהם גם יחד.

המערכות המוקדמות ליצירת קיטור היוו תא שריפת עצים או פחם, אשר מוקם מתחת למכל מים. עם התקדמות הטכנולוגיה נעשה מעבר לשימוש בדלקים פוסיליים, והיום יש חזרה לשימוש בפסולת עצה הנקראת ביומסה. בתעשיית הקיטור ובמקצוע התרמודינמיקה הקשור אליה משמשים מספר מושגים:

• קיטור רווי – משמש בדרך כלל במתקנים שבהם נדרשת טמפרטורה גבוהה וקבועה. כל עוד נשמר הלחץ קבוע, אספקת אנרגיה מתבצעת על ידי עיבוי מים, והטמפרטורה לא משתנה.
• קיטור שחון – משמש בדרך-כלל בטורבינות קיטור. במתקנים אלה, הימצאות של טיפות מים עשויה לפגוע בטורבינה. השחנת הקיטור (חימום של קיטור רווי עד שנעשה שחון), מונעת התעבות של טיפות לפני מעבר הטורבינה.
• טון קיטור – מושג המתאר את הספק מסירת החום של דוד קיטור.
• דוד צינורות מים (water tube boiler) הוא דוד קיטור בו המים זורמים בתוך צינורות העוברים דרך כבשן, ואילו גזי השריפה זורמים סביב הצינורות.
• דוד צינורות אש (fire tube boiler) הוא דוד קיטור בו גזי השריפה זורמים בתוך צינורות העוברים דרך התוף, ואילו המים זורמים סביבם.

ראו גם

• שעון קיטור

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא קיטור בוויקישיתוף

• IAPWS תעשיית דודי קיטור בבית חרושת 'המלחים' בתל אביב, יומני כרמל 1946 (התחלה 4:08)
• מילון למונחי דוד קיטור (1942), באתר האקדמיה ללשון העברית
• קיטור, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
• IAPWS – איגוד שמפרסם ומתחזק תקנים בינלאומיים למאפיינים תרמו-דינמיים של מים וקיטור, ביניהם IAPWS-IF97 (לסימולציות תעשייתיות) ו-IAPWS-95 (למטרה כללית ולקורלציות מדעיות).

הערות שוליים

1. תחנת כוח תרמו-סולארית משתמשת באנרגיית השמש לייצור קיטור
2. בתחנת כוח גרעינית משתמשים בביקוע של כור אטומי על מנת לחמם נוזל המשמש לאידוי מים