Ketel

Ketels is houers waarin vloeistowwe verhit word totdat dit 'n damp vorm. Dit wissel van huishoudelike ketels waarin water vir alledaagse gebruik gekook word, tot industriële ketels met ontsaglike afmetings en ingewikkelde konstruksies. Die belangrikste ketels is stoomketels, waarin die hitte-energie van die stoom aangewend word vir verwarming, of vir die verrigting van meganiese arbeid waar masjiene aangedryf en elektrisiteit opgewek word. In omstreeks die helfte van die 18e eeu is begin met die ontwikkeling van stoomketels en is geweldige vooruitgang gemaak.

Hoewel daar tallose variasies bestaan, word ketels hoofsaaklik in drie groepe verdeel: vlampypketels, waterpypketels en vuurgangketels. 'n Ketel word gewoonlik gebruik om 'n vloeistof in te verhit totdat dit die kookpunt bereik en 'n damp afgee. Dikwels word die damp verder verhit totdat dit oorverhitte stoom vorm. In die huishouding word die ketel in sy eenvoudigste vorm gebruik om water tot hoogstens 100 °C te verhit, gewoonlik met die sogenaamde fluitketel, wat met ʼn toestelletjie toegerus is wat 'n waarskuwing gee as die water kook. In ʼn aangepaste vorm word 'n ketel gebruik as 'n drukkoker waarin voedsel gaargemaak word. Deur die druk in die ketel te verhoog, word die water se kookpunt en dus ook die temperatuur verhoog.

Sodoende word die kook proses versnel. Die drukkoker is verwant aan 'n ketel wat in 1690 deur die Fransman Denis Papin (1647-1712) gebou is. Die sogenaamde papiniaanse pot was van koper gemaak en voorsien van 'n veiligheidsklep wat met ʼn gewiggie gewerk het. Daar is ook ander eenvoudige ketels wat gebruik word vir sentrale verwarming en warmwatervoorsiening, waar die water slegs verhit en geen stoom gevorm word nie. Die water word in die meeste gevalle tot hoogstens 80 °C verwarm, maar in sekere hoëdrukverwarmingsinstallasies word dit tot 140 °C verhit. In die nywerheid word die meeste gebruik gemaak van stoomketels wat stoom uit water vrystel. Die stoom kan in een van drie stadiums verkeer: onversadigde stoom (met klein druppeltjies water daarin), versadigde stoom (met al die water omgesit in stoom) of oorverhitte stoom (versadigde stoom wat bo 100 °C verhit is). Die stoom se energie-inhoud word deur die druk en die temperatuur in die ketel bepaal, wat ook ʼn aanduiding van die ketel se vermoë is. Die energie word onder meer aangewend vir arbeidsverrigting in suierstoommasjiene en stoomturbines, vir die verwarming van apparaat in die tekstiel-, chemiese en voedselbedryf, asook vir die verwarming van werk- en leefruimtes. Vir die aandrywing van turbines word sterk oorverhitte stoom gebruik, terwyl versadigde stoom vir verwarming voldoende is. Ketels word in drie hoofgroepe verdeel, naamlik:

- Vuurgangketels, wat uit 'n hol silinder met 'n dubbele wand bestaan. Die brandstof word in die binneste ruimte gestook terwyl die water tussen die twee wande rondom die ruimte is.

- Waterpypketels, waar 'n aantal pype vol water binne-in die vuurherd geleë is. Die pype se buiteoppervlak word verhit en die hitte word deur geleiding na die water binne-in oorgedra.

- Vlampypketels, wat soos die vuurgangketels uit 'n hol silinder met dubbele wande bestaan, maar ʼn aantal pype in die waterruimte tussen die dubbele wande het. Die warm rookgasse word hierdeur gelei sodat die verwarmde water se temperatuur verder verhoog kan word en oorverhitte stoom verkry word.