蒸汽系统中疏水阀对冷凝水和空气排出的必要性

冷凝水及空气的排除
  在蒸汽系统中会产生因蒸汽凝缩而生成的凝缩水及因融入在蒸汽中而存在的空气，此类物质的存在不仅会带来如下所述的问题而且会造成装置的腐化或是腐蚀等问题，因此必须迅速地从系统中进行排除。在此与蒸汽共同存在的二氧化碳等非凝缩气体在此均以空气代表进行表示。
1) 热传导效率的降低现象
  冷凝水与空气的存在会在换热器传热表面形成覆盖膜而致使换热效率降低。

　　　　　　物质的热传导率
[td]

物质	热传导率(W/m℃)
空气	0.025
冷凝水	0.5
钢	50
铜	400

如表所示为空气，冷凝水，钢及铜的热传导率。表示值越大其热的传导性越好，反之值越小其导热性越差。由表中我们可以知道铜的热传导率是钢的8倍，因此换热器的换热板使用材质的不同会带来不同的换热效果。但是当空气及冷凝水存在的情况下，所导致的不良效果则不可同喻而比。相对钢的热传导率相比空气的传导率仅是其1/2000，冷凝水则是其1/100。假设有0.1mm厚度的冷凝水膜形成于换热表面时也就相当于钢板的厚度增加了10.0mm（0.1mm ×100）；如果是空气在换热表面形成0.1mm的空气膜时则相当于钢板的厚度增加了200mm（0.1mm ×2,000）。同时假设该钢板的厚度为10.0mm，那么因冷凝水膜的存在而导致其换热效率会下降50%，因空气膜的形成则使其换热效率最高下降95%。换而言之当换热板的材料为铜时，其因冷凝水和空气膜的形成相当于各增加厚度分别为80mm和1600mm这在现实中是不可想象的数值。因此因空气与冷凝水的存在导致大幅度换热效率的降低可以通过此例再次得到证实。

2) 加热温度的下降的现象
  空气的存在不仅致使传热效率下降同时也会使加热温度降低。此原因可以通过「道尔顿分压定律」来理解。其内容是「两种以上不同的气体混合在一起时的其气体的压力等于所占一定体积的各气体的压力之和」。

  举例来说，在压力为0.4MPa的蒸汽中混有压力为0.1MPa的空气，则此时实际蒸汽的压力将降低为0.3MPa。本来需要0.4MPa的饱和温度144℃来进行加热才能满足生产要求而结果却是以0.3MPa的134℃饱和温度在进行加热。压力表所显示的压力为0.4MPa实际是蒸汽与空气的压力之和，在无法判明的情况下就会造成产品加工不良的结果。


3) 水击（水锤）现象
  冷凝水残存于系统内的情况下，再次开车（或启动）时会有可能出现具有破坏力的水击现象也称之为水锤现象的发生。水击现象的其中一种的形成是因高速流动的蒸汽带动滞留的冷凝水共同行进，终于冷凝水大量汇集形成活塞状在管道弯曲部或是闸阀等安装的地方出现撞击的现象。在发生撞击时发出撞击音并有可能损坏所安装的阀类及管道。

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