Кіріспе
Температурасы бірден конденсацияланбай төмендей алатын бу. Қыздырылған бу – температура өлшенетін абсолюттік қысымдағы булану нүктесінен жоғары температурадағы бу. Сондықтан, қызған бу белгілі бір мөлшерде суыта алады (ішкі энергиясын жоғалтады), нәтижесінде оның температурасы күйін өзгертпей (яғни конденсацияланбай), газдан қаныққан бу мен сұйықтық қоспасына дейін төмендейді. Егер қанықпаған бу (су буы мен сұйық су тамшыларын қамтитын қоспа) тұрақты қысымда қыздырылса, оның температурасы да тұрақты болады, өйткені бу сапасы (құрғақтылық деңгейі немесе қаныққан будың пайыздық үлесі) 100%-ға дейін көбейеді және құрғақ (яғни қаныққан сұйықтық жоқ) қаныққан буға айналады. Сосын жылуды жалғастыру құрғақ қаныққан буды "қыздырады". Бұл қаныққан бу жоғары температуралы бетке тиген кезде болады. Термодинамикалық тепе-теңдікте қызған бу мен сұйық су бірге қатар өмір сүре алмайды, өйткені кез келген қосымша жылу жай ғана көбірек суды буландырады және бу қаныққан буға айналады. Алайда, бұл шектеу динамикалық (тепе-теңдік емес) жағдайларда уақытша бұзылуы мүмкін. Электр стансасында немесе процестерде (мысалы, қағаз кептіруде) қыздырылған буды өндіру үшін қазаннан алынған қаныққан бу жеке жылыту құрылғысы (супержылытқыш) арқылы өткізіледі, ол байланыс немесе сәулелену арқылы буға қосымша жылу береді. Қыздырылған бу стерилизацияға жарамсыз, себебі ол құрғақ болады. Құрғақ будың тиімділігін қамтамасыз ету үшін материалдар ұзақ уақыт бойы әлдеқайда жоғары температураға ұшырауы керек; немесе F0 өлтіру мәні тең болуы тиіс. Қыздырылған бу жылыту үшін де тиімсіз; оның энергиясы көп болғанымен, қаныққан буға қарағанда аз жұмыс істей алады, ал жылу мазмұны әлдеқайда төмен. Бұл қыздырылған будың ауамен бірдей жылу беру коэффициентіне ие болуымен байланысты, сондықтан ол оқшаулағыш, жылуды нашар өткізеді. Қаныққан будың қабырғадағы жылу беру коэффициенті әлдеқайда жоғары. Қатты беттердегі биофильмдерді антимикробтық залалсыздандыру үшін аздап қыздырылған буды қолдануға болады. Қыздырылған будың ең үлкен құндылығы – оның орасан зор ішкі энергиясында, оны турбина қақпақтары мен поршеньдерге қарсы механикалық кеңею арқылы кинетикалық реакция үшін пайдалануға болады, бұл білік айналу қозғалысын тудырады. Бұл қолданбаларда қыздырылған будың құндылығы – оның ішкі энергияның орасан көп мөлшерін босату қабілеті, бірақ су буының конденсация температурасынан жоғары болуы; реакциялық турбиналар мен поршеньді қозғалтқыштар жұмыс істейтін қысымда. Бұл қолданбалардағы басты мән – су буының ағынындағы сұйық тамшылардың осы қысымда сығымдалмайтыны. Егер жұмыс істейтін бу қозғалтқышта немесе турбинада сұйық тамшылар түзілетін температураға дейін салқындаса, сұйықтық ағынымен бірге қозғалған су тамшылары механикалық бөлшектерге соғылып, оларды бүгілуге, жарылуға немесе сынуға әкелуі мүмкін. Қыздыру және кеңею арқылы қысымды төмендету бу ағынының турбина немесе қозғалтқыш арқылы өту барысында сығымдалатын газ ретінде қалуын қамтамасыз етеді, бұл ішкі қозғалатын бөліктерге зақым келтіруді болдырмайды.
Superheated steam is steam at a temperature higher than its vaporization point at the absolute pressure where the temperature is measured. Superheated steam can therefore cool (lose internal energy) by some amount, resulting in a lowering of its temperature without changing state (i. e., condensing) from a gas, to a mixture of saturated vapor and liquid. If unsaturated steam (a mixture which contains both water vapor and liquid water droplets) is heated at constant pressure, its temperature will also remain constant as the vapor quality (think dryness, or percent saturated vapor) increases towards 100%, and becomes dry (i. e., no saturated liquid) saturated steam. Continued heat input will then "super" heat the dry saturated steam. This will occur if saturated steam contacts a surface with a higher temperature. Superheated steam and liquid water cannot coexist under thermodynamic equilibrium, as any additional heat simply evaporates more water and the steam will become saturated steam. However, this restriction may be violated temporarily in dynamic (non equilibrium) situations. To produce superheated steam in a power plant or for processes (such as drying paper) the saturated steam drawn from a boiler is passed through a separate heating device (a superheater) which transfers additional heat to the steam by contact or by radiation. Superheated steam is not suitable for sterilization. This is because the superheated steam is dry. Dry steam must reach much higher temperatures and the materials exposed for a longer time period to have the same effectiveness; or equal F0 kill value. Superheated steam is also not useful for heating; while it has more energy and can do more work than saturated steam, its heat content is much less useful. This is because superheated steam has the same heat transfer coefficient of air, making it an insulator a poor conductor of heat. Saturated steam has a much higher wall heat transfer coefficient. Slightly superheated steam may be used for antimicrobial disinfection of biofilms on hard surfaces. Superheated steam's greatest value lies in its tremendous internal energy that can be used for kinetic reaction through mechanical expansion against turbine blades and reciprocating pistons, that produces rotary motion of a shaft. The value of superheated steam in these applications is its ability to release tremendous quantities of internal energy yet remain above the condensation temperature of water vapor; at the pressures at which reaction turbines and reciprocating piston engines operate. Of prime importance in these applications is the fact that water vapor containing entrained liquid droplets is generally incompressible at those pressures. In a reciprocating engine or turbine, if steam doing work cools to a temperature at which liquid droplets form, then the water droplets entrained in the fluid flow will strike the mechanical parts with enough force to bend, crack or fracture them. Superheating and pressure reduction through expansion ensures that the steam flow remains as a compressible gas throughout its passage through a turbine or an engine, preventing damage of the internal moving parts.
Қаныққан бу
Қаныққан бу – сол қысымда қыздырылған сумен тепе-теңдікте болатын бу, яғни оның қысымы үшін қайнау нүктесінен жоғары қыздырылмаған. Бұл супер қыздырылған будан өзгеше, онда бу (қазандық бу) су тамшыларынан бөлініп, содан кейін қосымша жылу беріледі. Осы конденсация тамшылары бу турбинасының қанаттарына зақым келтіреді, сондықтан мұндай турбиналар құрғақ, супер қыздырылған буға тәуелді болады. Құрғақ бу – өте аз супер қыздырылған қаныққан бу. Бұл оның энергиясын айтарлықтай өзгертуге жеткіліксіз, бірақ бумен жабдықтау тізбегіндегі орташа температураның төмендеуін ескере отырып, конденсация проблемаларын болдырмау үшін температураның жеткілікті көтерілуін қамтамасыз етеді. 19-ғасырдың соңында, супер қыздыру әлі де толыққанды технология болмаған кезде, мұндай буды кептіру супер қыздырудың артықшылықтарын – конденсацияны болдырмауды, супер қыздырудың күрделі қазандықтары мен майлау техникасын қажет етпей қамтамасыз етті. Керісінше, су тамшыларын қамтитын қазандық бу ылғал бу деп аталады. Егер ылғал буды одан әрі қыздырса, тамшылар буланады, ал жеткілікті жоғары температурада (қысымға байланысты) барлық су буланып, жүйе бу-сұйық тепе-теңдігіне жетеді және қаныққан буға айналады. Қаныққан бу буланудың жоғары жасырын жылуына байланысты жылу алмасуда тиімді. Бұл жылуды берудің өте тиімді әдісі. Тілде айтқанда, қаныққан бу сәйкес температура мен қысымдағы шөл нүктесінде болады. Атмосфералық қысымдағы қаныққан бу үшін буланудың (немесе конденсацияның) типтік жасырын жылуы құрайды.
Булы қозғалтқыш
Ашықтан қыздырылған бу негізгі желідегі бу локомотивтерінде кеңінен қолданылды. Қаныққан будың бу машинасы үшін үш негізгі кемшілігі бар: ол цилиндрлерден мерзімімен төгіліп тұратын кішкентай су тамшыларын қамтиды; қазандықтың қолданылып жатқан қысымы үшін судың қайнау температурасына дәл сәйкес келетін болғандықтан, ол қазандықтың сыртындағы бу құбырлары мен цилиндрлерде сөзсіз белгілі бір деңгейде конденсацияланады, бұл бу көлемінің пропорционалды емес жоғалуына себеп болады; және ол қазандыққа ауыр жүктеме салады. Буды ашық қыздыру оны тиімді кептіреді, температурасын конденсацияның ықтималдығы төмендейтін деңгейге дейін көтереді және оның көлемін айтарлықтай арттырады. Бұл факторлардың жиынтығы локомотивтің қуатын және экономикасын арттырады. Басты кемшіліктері – суперлинейка құбырларының күрделілігі мен құны және "құрғақ" будың бу клапандары сияқты қозғалмалы бөліктердің майлауына тигізетін кері әсері. Маневрлік локомотивтерде әдетте ашық қыздыру қолданылмаған. Кәдімгі жағдайда бу реттегіш клапанынан алынып, қазандықтың арнайы үлкен от құбырлары ішіндегі ұзын қыздырғыш құбырлар арқылы өткізілетін. Супер жылытқыш құбырлары оттық камераның соңында кері ("торпеда") иілгендіктен, бу қазанның ұзындығынан кем дегенде екі рет өтіп, осы процесте жылуды сіңіретін.
Өңдеу
Жоғары қыздырылған будың басқа да мүмкін қолданыстары: кептіру, тазалау, қабаттау, реакциялық инженерия, эпоксидті кептіру және бір атмосфералық қысымда немесе жоғары қысымда қаныққан немесе жоғары қыздырылған бу қажет болатын пленка қолдану. Бумен кептіру, бумен тотықтыру және химиялық өңдеуге өте ыңғайлы. Қолданылатын салалар: беттік технологиялар, тазалау технологиялары, бумен кептіру, катализ, химиялық реакцияларды өңдеу, беттік кептіру технологиялары, қатайту технологиялары, энергия жүйелері және нанотехнологиялар. Құрғақ тағам өңдеу орналастыруларының санитарлық тазалау үшін жоғары қыздырылған буды қолдану туралы мәліметтер бар. Жылу беру коэффициентінің төмендігіне байланысты жоғары қыздырылған бу көбінесе жылу алмастырғыштарда қолданылмайды. Мұнайды қайта өңдеу және көмірсутек өнеркәсіптерінде жоғары қыздырылған бу негізінен тазарту және жуу мақсатында қолданылады.
Жәндіктерді жою
Бу 1890 жылдан бері топырақты булауға қолданылып келеді. Бу топыраққа енгізіледі, бұл нәтижесінде органикалық заттардың көбі нашарлайды ("стерильдеу" термині қолданылады, бірақ бұл толыққанды дұрыс емес, себебі барлық микроорганизмдер қажетті түрде өлтірілмейді). Топырақты булау – ауыл шаруашылығында көптеген химиялық заттарға тиімді балама болып табылады және жылыжай шаруашылықтарында кеңінен қолданылады. Бұл процесте көбінесе ылғал бу қолданылады, бірақ топырақтың температурасы судың қайнау температурасынан асып кетсе, қыздырылған бу қолданылуы тиіс.