Устройство сепаратора пара используется для удаления водяного пара из пара. Хотя этот термин может относиться к специализированному набору оборудования, работающего совместно, устройство сепаратора пара может быть чем угодно, что удаляет избыток водяного пара из пара, чтобы повысить тепловой КПД парового двигателя. Конечный продукт парового влагоотделителя называется «сухим» паром, хотя он все еще содержит воду в газообразном состоянии. Сепараторы пара используются везде, от классических паровых локомотивных двигателей до современных турбинные системы, работающие на ядерном делении.
Обычный или «влажный» пар, не прошедший через пароотделитель, содержит взвешенные капли воды, которые все еще находятся в жидком состоянии. Они образуются, когда вода достаточно возбуждается теплом процесса кипения, чтобы отделиться от большей массы жидкости, но энергия, сообщаемая молекулам, недостаточно велика, чтобы разрушить поверхностное натяжение капель. Эти капли не только все еще жидкие, но они также представляют собой ядра, вокруг которых газообразный пар может легче охлаждаться и конденсироваться.
В более простом примере парового локомотива над котлом размещается паровой купол, который действует как сепаратор пара. Пар на пути от котла к поршням, приводящим в движение двигатель, должен пройти вверх в паровой купол и снова вернуться вниз. Эта конструкция создает пассивный сепаратор пара. В противном случае водяной пар, улавливаемый пароотделителем, попадал бы в поршневые цилиндры и конденсировался бы там. Если позволить воде сконденсироваться в достаточно большом количестве, она создаст несжимаемую массу внутри поршневого цилиндра, создавая состояние, называемое гидравлическим замком, которое приводит к отказу всего двигателя.
Хотя в некоторых современных паровых двигателях все еще используется паровой купол, эта форма сепаратора пара может быть дополнена другими сепараторами влаги, и пар может проходить через несколько сепараторов, прежде чем достигнет турбин. Некоторые пассивные сепараторы пара могут включать узкие трубки, клапаны или лопасти, которые препятствуют прохождению капель жидкости и возвращают собранную воду в котел. Они могут быть сформированы таким образом, чтобы пар, проходящий через них, закручивался, повышая эффективность устройства.
Опасности в газотурбинном двигателе иные, необходимость и функция сепаратора пара практически те же. Капли воды в паре высокого давления, обтекающем турбины современных электростанций, могут повредить лопатки турбин и другие детали. Кроме того, конденсат на лопастях и деталях турбины со временем может привести к эрозии. Хотя этот вид повреждения может быть не таким катастрофическим, как гидравлический запор, он все же значительно сократит срок службы турбины.
