飽和蒸汽

飽和蒸汽

未經過熱處理的蒸汽稱為飽和蒸汽,飽和蒸汽是在一個大氣壓下,溫度為100度的蒸汽,溫度不能再升高,是飽和狀態下的蒸汽。飽和蒸汽由氣體分子之間的熱運動現象造成的。在飽和狀態下的液體稱為飽和液體,其蒸汽稱為乾飽和蒸汽(也稱飽和蒸汽)。 它是無色、無味、不能燃燒又無腐蝕性的氣體。飽和蒸汽的溫度與壓力之間一一對應,二者之間只有一個獨立變數。

基本介紹

  • 中文名:飽和蒸汽
  • 外文名:saturated vapor
  • 定義:指飽和狀態下的蒸汽
  • 對象:氣體分子之間
  • 原因熱運動現象造成的
原理,特點,蒸汽流量的測量,技術參數,

原理

當液體在有限的密閉空間中蒸發時,液體分子通過液面進入上面空間,成為蒸汽分子。由於蒸汽分子處於紊亂的熱運動之中,它們相互碰撞,並和容器壁以及液面發生碰撞,在和液面碰撞時,有的分子則被液體分子所吸引,而重新返回液體中成為液體分子。開始蒸發時,進入空間的分子數目多於返回液體中分子的數目,隨著蒸發的繼續進行,空間蒸汽分子的密度不斷增大,因而返回液體中的分子數目也增多。當單位時間內進入空間的分子數目與返回液體中的分子數目相等時,則蒸發與凝結處於動平衡狀態,這時雖然蒸發和凝結仍在進行,但空間中蒸汽分子的密度不再增大,此時的狀態稱為飽和狀態。在飽和狀態下的液體稱為飽和液體,其對應的蒸汽是飽和蒸汽,但最初只是濕飽和蒸汽,待蒸汽中的液態水完全蒸發後才是乾飽和蒸汽。蒸汽從不飽和到濕飽和再到乾飽和的過程溫度是不增加的,乾飽和之後繼續加熱則溫度會上升,成為過熱蒸汽

特點

飽和蒸汽具有如下特點:
(1)飽和蒸汽的溫度與壓力之間一一對應,二者之間只有一個獨立變數。理想的飽和蒸汽狀態,指的是溫度、壓力及蒸汽密度三者存在一一對應的關係,知道其中一個,其他二個值就是定數。存在這種關係的蒸汽就是飽和蒸汽,否這都可以視為過熱蒸汽進行計量,如圖為飽和蒸汽壓力與溫度對照表;
飽和蒸汽壓力與溫度對照表飽和蒸汽壓力與溫度對照表
(2)飽和蒸汽容易凝結,在傳輸過程中如有熱量損失,蒸汽中便有液滴或液霧形成,並導致溫度與壓力的降低。含有液滴或液霧的蒸汽稱為濕蒸汽。嚴格來說,飽和蒸汽或多或少都含有液滴或液霧的雙相流體,所以,不同狀態下不能用同一氣體狀態方程式來描述。飽和蒸汽中液滴或液霧的含量反映了蒸汽的質量,一般用乾度這一參數來表示。蒸汽的乾度是指單位體積飽和蒸汽中乾蒸汽所占的百分數,以“x”表示;
(3)準確計量飽和蒸汽流量比較困難,因為飽和蒸汽的乾度難以保證,一般流量計都不能準確檢測雙相流體的流量,蒸汽壓力波動將引起蒸汽密度的變化,流量計示值產生附加誤差。所以在蒸汽計量中,必須設法保持測量點處蒸汽的乾度以滿足要求,必要時還應採取補償措施,實現準確的測量。

蒸汽流量的測量

使用流量儀表測量蒸汽流量,其測量介質為單相的飽和蒸汽。
用於檢測氣體流量的流量計種類很多,以速度式和容積流量計套用最普遍,它們的共同特點是只能連續測定工況下的體積流量,而體積流量又是狀態的函式,工作狀態下的體積流量不能確切的表示實際流量,工程上一般都以標準狀態體積流量或質量流量表示。所謂標準狀態體積是0℃、1個標準大氣壓下的氣體體積或20℃、1個標準大氣壓下的體積。以質量流量為計量單位的情況套用不多。採用刻度氣體流量計時,選定氣體正常溫度、壓力為設計條件,將設計狀態下的體積流量折算為標準體積流量或質量流量,其折算係數中含有氣體密度的因素,當氣體介質的工作狀態偏離設計狀態,流量示值將產生誤差。此外氣體介質的組成、含量或溫度的變化,對流量測量也產生影響,所以蒸汽流量的測量更需要採取補償措施,並且因蒸汽的狀態變化補償因素也比較複雜。
飽和蒸汽流量計飽和蒸汽流量計
無論採用何種流量計檢測飽和蒸汽的流量,在蒸汽壓力波動的條件下工作,必須採取壓力補償措施,這是因為在流量方程中,都含有蒸汽密度的因素,工作條件與設計條件不一致時,讀數會產生誤差,誤差的大小和工作壓力與設計壓力偏差的大小有關,P>P將出現負誤差,否則將出現正誤差,可採取以下三項措施:
(1)輸送蒸汽的管路必須有良好的保溫措施防止熱量損失;
(2)在蒸汽管路上要逐段疏水,在管道的最低處及儀表前的管道上應設定疏水器,及時排出冷凝水;
(3)鍋爐操作中應避免出現汽包液位過高現象,儘量減少負荷出現大的波動。

技術參數

飽和蒸汽溫度和壓力成一一對應關係,知道溫度就知道壓力,倆者知道其一就可以了。
查飽和蒸汽的焓值,需要通過熵焓表。但飽和蒸汽溫度和壓力是對應關係,因此只需監測兩者之中任一個數據,然後根據熵焓表查出對應的焓值,乘以蒸汽量,就能計算飽和蒸汽的熱量。而過熱蒸汽的溫度和壓力關係不對應,要計算過熱蒸汽的熱量必需監測過熱蒸汽的溫度和壓力兩個數據,根據這兩個數據才能查出對應焓值。

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