过热蒸汽加热技术介绍
探究蒸烤箱高温蒸汽脱脂减盐效果
探究蒸烤箱高温蒸汽脱脂减盐效果发布时间：2021-09-06T16:05:40.863Z 来源：《中国科技信息》2021年9月下作者：王金花[导读] 蒸烤箱作为常用的事物加工处理设施之一，热处理是其主要的事物处理技术，又可以细分为直接、间接、食物内部加热三种方式。
高温蒸汽就是在水加热到沸点后形成湿饱和蒸汽，继续加热形成的一种蒸汽形态，且更加适合用作直接接触加热的媒介。
佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 4304221991060****9 王金花佛山 528000摘要:蒸烤箱作为常用的事物加工处理设施之一，热处理是其主要的事物处理技术，又可以细分为直接、间接、食物内部加热三种方式。
高温蒸汽就是在水加热到沸点后形成湿饱和蒸汽，继续加热形成的一种蒸汽形态，且更加适合用作直接接触加热的媒介。
基于此，本文在简单介绍高温蒸汽技术的基础上，就蒸烤箱中高温蒸汽的脱脂减盐效果及其评价指标进行了研究、分析。
关键词:蒸烤箱；高温蒸汽；脱脂减盐1、高温蒸汽技术概述1.1高温蒸汽技术蒸烤箱作为目前常用的食品加工处理工具之一，热处理是最主要的食品加工处理手段，并且可以分为直接、间接和物料内部加热三种方式。
对于蒸烤箱而言，主要使用的是直接加热方式，在其加工处理食品的过程中，高温蒸汽作为一种水加热到沸点温度的水蒸气，持续加热的所产生的一种蒸汽状态，因其本身具备较大的热容量性以及热传导性，能够在食品加热的初期，在被加热物体的表面发生水的凝结，随后凝结水能够被直接干燥，做到在低氧环境下实现食品的加热[1]。
同时，高温蒸汽技术也可以在正常压力状态下，做到高温加热食物，且具备相对较高的安全操作性。
高温蒸汽处理技术的食物处理对象较为广泛，能够通过对蒸汽温度进行有效调节，实施食品原料的烧烤、熏蒸、干燥、炸制等不同的加工处理，同时也可以在肉类、水果、野菜等不同的食品原料加工中发挥重大的作用。
1.3技术特征在蒸烤箱传统的食品加热过程中，使用的都是高温空气与加热体接触，借助流传热的方式对食品进行加热。
过热蒸汽的性质和饱和蒸汽的转换
过热蒸汽的性质和饱和蒸汽的转换目前，随着国家能源及环保政策越来越高的要求，热电中心、集中供热已成为今后工厂用汽和区域供汽的发展方向。
一般制程用汽设备均要求使用饱和蒸汽，而供热中心提供的往往是高压高温的过热蒸汽，那么过热蒸汽和饱和蒸汽有什么不同，是否可以直接用于制程换热呢？一、什么是过热蒸汽？当蒸汽温度超过其相应压力下的饱和温度时，称为过热蒸汽，如3barg时，蒸汽饱和温度为143.6℃，在这个压力下，温度超过143.6℃的蒸汽就是过热蒸汽。
过热蒸汽可以通过两个方法获得：1.使饱和蒸汽通过换热面继续加热；2.干饱和蒸汽减压。
过热蒸汽与饱和蒸汽相比，具有更高的温度、更高的热量和更大的比容。
在实际应用中，过热蒸汽主要用于发电厂的蒸汽轮机。
根据Carmot和Rankine气体循环原理，用过热蒸汽驱动汽轮机时具有更高的热效率，并可避免水滴溢出而充蚀叶轮。
蒸汽通过喷嘴推动叶轮转动，同时带动发电机转子旋转，这一过程消耗大量能量。
如果是饱和蒸汽，能量的降低会导致部分蒸汽凝结成水。
这不仅会造成水锤现象，同时水滴还会充蚀叶轮。
另外，过热蒸汽能以更高的流速输送，通过管道和喷嘴，因而对同样尺寸的汽轮机可以提高它的性能。
二、过热蒸汽不能直接用于制程换热虽然过热蒸汽比饱和蒸汽有更高的焓值，但并不适用于制程换热。
如果过热蒸汽直接用于制程换热，在换热器内，过热蒸汽温度首先降至饱和温度，再在恒定的饱和温度下再放出汽化潜热。
虽然过热蒸汽温度过高，具有比饱和蒸汽更多的热量，但这部分多出的热量与汽化潜热相比却非常小。
例如：6barg,175℃的过热蒸汽，其比焓认为是1.186KJ／Kg℃.过热蒸汽在冷凝前必须冷却到饱和温度6barg,165℃.因此1Kg过热蒸汽冷却到饱和温度时释放出的热量为：1Kg×1.186KJ／Kg℃×(175-165)℃=11.86KJ而1Kg饱和蒸汽在165℃冷凝时释放的汽化潜热为2066KJ／Kg.显然，在制程换热应用中，过热蒸汽的过热热焓很小。
过热蒸汽及其特性
过热蒸汽及其特性过热蒸汽及其特性如我们知道，当锅炉产生的饱和蒸汽经过温度更高的换热面，则蒸汽的温度会高于其蒸发温度。
此时蒸汽称为过热蒸汽，高于饱和蒸汽的温度称为过热度。
蒸汽不会在锅炉内产生过热。
饱和蒸汽必须通过附加的换热器，吸收锅炉烟气的热量变成过热蒸汽。
或者采用其他的热源对饱和蒸汽再加热可得到过热蒸汽。
蒸汽的过热也可以通过蒸汽减压得到，对饱和蒸汽进行减压是一种绝热膨胀，从蒸汽表中知，降压以后的低压蒸汽的焓值低于高压蒸汽，多余的焓值被用来对低压蒸汽进一步加热而产生饱和蒸汽，所以湿蒸汽减压可得到更干燥的蒸汽。
依据过热蒸汽热动力特性，其主要应用领域包含在发电机组的透平，通过喷嘴至电机，推动电机转动。
推动电机转动的能量来自蒸汽，所以当蒸汽通过透平转子后能量减少。
如果是饱和蒸汽，能量的减少将会引起部分蒸汽凝结成水。
通常，透平有很多级，从第一级出来的蒸汽直接作用在第二级上。
这意味着饱和蒸汽通过下一级时会变得越来越湿，这不仅会导致水锤和，同时水滴会引起透平内部的冲蚀。
但是这并不是透平使用过热蒸汽的唯一原因，过热蒸汽能以更高的速度输送，通过管道和喷嘴，这样对同样尺寸的透平机组可以提高它的性能。
瓦特节能经验表明，电站透平使用的过热蒸汽可能有高达150barg/550oC，超过200oC的过热度。
蒸汽过热部分的能量可以如下计算：150barg饱和蒸汽的焓hg值为2611kJ/kg；而150barg/550oC的过热蒸汽焓hg 值高达3445kJ/kg 因此过热部分的能量为=834kJ/kg。
看起来这样似乎是增加了有用的能量增加，但实际上对工艺过程来说，使用过热蒸汽传递热量需要时间更长、更困难。
以过热蒸汽的比焓认为是1.186kJ/kgºC.过热蒸汽在冷凝释放出蒸发焓以前必须冷却到饱和温度，很显然过热蒸汽冷却到饱和温度释放出的热量是很小的。
例如6barg175ºC的过热蒸汽，在冷凝以前必须冷却到饱和温度6barg(165ºC)。
过热蒸汽加热技术介绍
常用领域
在发汽轮机的透 平，通过喷嘴至点 击，推动电机转动。
缺点
与饱和蒸汽的蒸发焓 相比，过热蒸汽冷却 到饱和温度释放的热 量少，使得工艺制程 设备的性能降低。
过热蒸汽技术的应用 新兴过热蒸汽 技术的应用
食品加工领域 干燥行业应用 领域
工业及其他领 域的应用
过热蒸汽技术的应用
食品 加 工 领 域 的 应 用
过热蒸汽的形成机理
饱 和 状 态
开始蒸发时，进入空间的分子 数目多于返回液体中分子的数 目，随着蒸发的继续进行，空 间蒸汽分子的密度不断增大， 因而返回液体中的分子数也增 多。当单位时间进入空间的分 子数目与返回液体中的分子数 目相等时，则蒸发与凝结处于 动态平衡，此状态称为饱和状 态。
过热蒸汽的形成机理
过热蒸汽的概念
过热蒸汽的形成机理
分子 热运动
饱和状态
过热蒸汽
过热蒸汽形成机理
1
相互碰撞
2
动态平衡
3
加热升温
过热蒸汽的形成机理
分 子 热 运 动
•当液体在有限的密闭空间中蒸 发时，液体分子通过液面进入 上面空间，成为蒸汽分子。由 于蒸汽分子处于紊乱的热运动 之中，它们相互碰撞，在和液 面碰撞时，有的分子则被液体 分子所吸引，而重新返回液体 中成为液体分子。
展望
由于过热蒸汽干燥具有上述优点，近年来发达国家已经 将过热蒸汽加热技术用于干燥木材及木头压块、煤炭、纸 张、甜菜渣、陶瓷、蚕茧、污泥、酒糟、牧草、鱼骨和鱼 肉、蔬菜、食品以及城市废弃物等多种物料。 随着能源危机的日益严重和人们对食品质量要求的逐渐 提高，过热蒸汽干燥的应用必将得到发展，尤其是可以降 低干燥温度同时保证产品质量的低压过热蒸汽干燥，具有 潜在的高效率。
过热蒸汽加热换热器为何不好
过热蒸汽加热换热器为何不好1、过热蒸汽存在过热，温度超过饱和温度，蒸汽的密度⼩。
* g+ q& y$ u; {; `( A! W2、过热部分的热焓值较低。
3、过热部分的传热系数⼩。
4、需要很⼤⼀部分换热⾯积来将过热部分降低为饱和蒸汽1.从设备上来说，过热蒸汽对设备材质要求⾼（相⽐没什么），但过热蒸汽要的换热⾯积⼤，因为我们加热主要⽤的是蒸汽的冷凝潜热，就需要很⼤⼀部分换热⾯积⽤来将过热蒸汽冷却为饱和蒸汽，这部分⾯积就浪费了，但换热器就要做⼤。
根据实际经验如果过热度每增加2℃，则换热器需增加1%的换热⾯积。
⼀般不推荐使⽤过热度超过10℃的过热蒸⽓，主要是因为可能换热⾯积不成⽐例以及经济性差，⽽且容易结垢。
2.从⼯艺、换热效果来说，过热蒸汽的换热效果没饱和蒸汽好，过热蒸汽的传热系数没有饱和蒸汽的传热系数⼤。
1、过热蒸汽存在过热，温度超过饱和温度，蒸汽的密度⼩。
2、过热蒸汽的热焓值较低，传热系数⼩。
3、需要很⼤⼀部分换热⾯积来将过热部分降低为饱和蒸汽，所需换热器的⾯积⼤。
4、换热器容易结垢，影响换热效率。
应该是使⽤饱和蒸汽作为加热剂，充分利⽤饱和蒸汽冷凝的潜热，充分冷凝后，经疏⽔阀排出！如果采⽤过热蒸汽加热，可以将换热介质的温度提⾼，但需要增加换热器的换热⾯积，将过热蒸汽温度降⾄饱和蒸汽，再利⽤其冷凝的潜热。
这样做的结果，换热⾯积增⼤，换热器整体尺⼨增⼤，设备投资增⼤；4 i R# ], b; l除⾮是特殊要求，⼀般采⽤饱和蒸汽！从理论上来说，要想使⽤过热蒸汽的过热部分，就必须要加⼤换热器的⾯积，⽽⼀般情况下是过热蒸汽⽤于透平机⼯⼚⾥的蒸汽系统都有减温器，也就是把蒸汽凝液和蒸汽进⾏充分混合，降低其温度使之成为饱和蒸汽。
还有⼀个⼯艺⾓度考虑的问题：过热蒸汽因温度⾼，使加热介质的温度升⾼容易变质或分解，尤其是对⼀些对温度⽐较敏感的物质，采⽤蒸汽加热时，⼀般都要设置减温器保证温度不超⾼。
⼀般情况下，⼯⼚使⽤的都是过热蒸汽，因为过热蒸汽便于输送，蒸汽在管道输送过程中会有⼀定的热损失，饱和蒸汽的话很容易冷凝，在输送过程中很容易造成⽔锤、⽔击现象及管道震动，蒸汽损失也较⼤。
第四章食品加热新技术
2. 过热蒸汽的概念
将干饱和蒸汽继续定压加热，蒸汽温度 就要上升而超过饱和温度，其超过的温度 值称为“过热度”，具有过热度的蒸汽称 作过热蒸汽。 过热过程吸收的热量称作过热热。
2. 过热蒸汽的概念
压力加大时，饱和水和干饱和蒸汽之间的距离 逐渐缩短。当压力增大到某一临界值时，饱和水 和干饱和蒸汽不仅有同样的压力和温度，还具有 相同的比体积和熵。这时，饱和水和干饱和蒸汽 之间的差异完全消失，这个点（c点）称为临界 点。这种特殊的状态称作临界状态。
一、油炸的基本原理
1.油炸的基本概念和方法
油炸：以食用油为传热介质对食品原料进行加 热使原料成熟，并赋予原料独特风味的食品加 工过程。
影响食品油炸时间的因素： ➢ 食品原料的导热系数 ； ➢ 油的温度； ➢ 油炸的方法（浅层煎炸或深层油炸） ； ➢ 食品原料的厚度。
油炸的方法
浅层油炸
深层油炸
（1）微波解冻过程和特点 （2）食品的微波解冻操作要点
➢微波的频率越高，加热速度越快，穿透深度越小； ➢微波的穿透深度还与温度有关； ➢块状食品应按大小和形状分类贮存，形状和大小 相同的食品应安排在同一批处理。
4. 微波杀菌
（1）食品微波杀菌的作用机理
➢热效Байду номын сангаас ➢非热生化效应
（2）食品微波杀菌的应用
微波膨化微波食品加工的主要单元操作单元操作主要目的应用食品热烫失活致腐酶类水果蔬菜和茶叶改善风味和结构禽类和肉类脱水降低水分含量面条和洋葱消毒杀灭微生物营养细胞面包和酸奶灭菌杀灭微生物孢子各种食品调温升高温度到冰点以下冷冻食品一过热蒸汽的性质二产生过热蒸汽的设备三过热蒸汽用于食品的干燥处理四过热蒸汽用于食品的膨化加工五过热蒸汽用于物料的瞬间杀菌与饱和水蒸气相比过热水蒸气加热时失去一定的热含量之后不要求变成气凝水从而克服饱和蒸汽直接加热的稀释效应所带来的缺点
过热蒸汽加热技术概念
过热蒸汽加热技术概念
过热蒸汽加热技术是指通过加热蒸汽使其超过其饱和蒸汽温度，以提高加热效果的一种技术。
过热蒸汽加热技术常应用于工业生产过程中的加热设备中。
在过热蒸汽加热技术中，蒸汽通过加热设备，如过热器，蒸汽会被持续加热，使其温度升高超过其饱和蒸汽温度。
相比于饱和蒸汽，过热蒸汽具有更高的温度和热能，因此可以提供更高的加热效果。
过热蒸汽加热技术的应用涵盖了多个领域，如发电厂中的蒸汽发电系统、化工厂中的加热设备、石化工业中的高温加热过程等。
通过使用过热蒸汽加热技术，可以提高加热效率、节约能源、降低环境污染等。
然而，过热蒸汽加热技术也存在一些挑战和限制。
首先，需要合适的设备和系统来产生和控制过热蒸汽。
其次，过热蒸汽的高温和高压会对设备和材料提出更高的要求，需要使用高温和高压耐受材料。
此外，过热蒸汽也会增加对系统的压力和安全风险。
总之，过热蒸汽加热技术是一种能够提高加热效果的应用技术，在工业生产中有广泛的应用。
然而，需要充分考虑材料和设备的耐受性、系统的安全性等方面，以确保其可靠和高效的应用。
饱和蒸汽 过热蒸汽
为了保证驱动设备不会因为冷凝水受损，因此一般使用过热蒸汽。
利用过热蒸汽加热的缺点：
特点
缺点
传热系数低
生产效率低下
需要较大的传热面积
不能够通过压力的控制来调控蒸汽温度
过热蒸汽需要保证较高的运输速度，不然热量会从系统中损失从而导致温度的下降。
使用显热来传递热能
温度的下降可能对产品造成不利的影响
安全清洁且低成本
过热蒸汽:
如果把饱和蒸汽继续进行加热，其温度将会升高，并超过该压力下的饱和温度。这种超过饱和温度的蒸汽就称为过热蒸汽。过热蒸汽有其本身的应用领域，如用在发电机组的透平，通过喷嘴至电机，推动电机转动。但是过热蒸汽很少用于工业制程的热量传递过程，这是因为过热蒸汽在冷凝释放蒸发焓之前必须先冷却到饱和温度，很显然，与饱和蒸汽的蒸发焓相比，过热蒸汽冷却到饱和温度释放的热量是很小的，从而会降低工艺制程设备的性能。
温度可能非常高
需要建设坚固的设备，因此需要较高的初期投入
饱和蒸汽：
当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其蒸汽称为干饱和蒸汽（也称饱和蒸汽）。
饱和蒸汽加热的优缺点
饱和蒸汽与过热蒸汽的区别
饱和蒸汽与过热蒸汽的区别当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。
由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。
开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。
当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。
在饱和状态下的液体称为饱和液体，其蒸汽称为干饱和蒸汽（也称饱和蒸汽）。
如果用户是为了达到更精确的计量监控，建议都视为过热蒸汽，对温度和压力补偿，但考虑成本问题，客户也可以只对温度进行补偿。
理想的饱和蒸汽状态，指的是温度、压力及蒸汽密度三者存在一一对应的关系，知道其中一个，其他二个值就是定数。
存在这种关系的蒸汽就是饱和蒸汽，否这都可以视为过热蒸汽进行计量。
实际中过热蒸汽的温度可以较高，压力一般都相对较低（较饱和蒸汽），0.7MPa，200℃蒸汽就是这样，属过热蒸汽。
水在一定的压力下加热，水的温度随着不断加热而上升，当水温升高到某一温度时，水就开始沸腾，这时候水的温度称为沸腾温度。
如在继续加热，水温保持不变，水即开始气化，而逐步变为蒸汽。
水在一定的压力下的沸腾温度也称为饱和温度。
这个温度与其所受压力大小有关，压力愈大，则沸腾温度也就越高；反之，压力小，则沸腾温度也低。
例如压力为0.10MPa(1atm)时，其饱和温度为99.09°C；压力为4.05MPa（40atm)时，其饱和温度为249.18°C；压力为10.13MPa（100atm)时，其饱和温度为309.53°C.以上可知，水在一定压力下，加热至沸腾，水就开始气化，也就逐渐变为蒸汽，这时蒸汽的温度也就等于饱和温度。
过热蒸汽降温到饱和蒸汽的节能效果
过热蒸汽降温到饱和蒸汽的节能效果1.引言过热蒸汽是指其温度高于其饱和蒸汽温度的蒸汽。
在工业生产中，常常会遇到需要将过热蒸汽降温到饱和蒸汽的情况，这不仅可以满足生产工艺的需要，还具有节能效果。
本文将从深度和广度两个方面探讨过热蒸汽降温到饱和蒸汽的节能效果。
2.深度探讨2.1 过热蒸汽降温原理过热蒸汽降温到饱和蒸汽的过程是利用热交换原理，通过在过热蒸汽中加入冷水或者在介质中进行热交换，使其温度下降到饱和状态。
这个过程需要考虑热力学原理和物质传递的规律，是一个复杂的传热过程。
2.2 节能效果分析过热蒸汽降温到饱和蒸汽的过程中，由于过热蒸汽的温度高于饱和蒸汽，在降温过程中会释放出大量的热量。
这些热量可以通过热交换器回收利用，用来加热其他介质或者提供生产所需的热量，从而达到节能的效果。
降温后的饱和蒸汽在生产中使用时也更容易控制温度，提高了生产效率，减少了能源的浪费。
3.广度探讨3.1 过热蒸汽降温到饱和蒸汽的应用领域过热蒸汽降温到饱和蒸汽的技术在化工、电力、制药等多个领域得到了广泛应用。
在发电厂中，过热蒸汽通过汽轮机驱动发电机工作，然后通过热交换器将其降温为饱和蒸汽，再经过冷凝器冷凝成液态水再经泵送至锅炉进行循环使用。
在化工生产中，过热蒸汽的使用也是十分普遍的，过热蒸汽的降温对于不同的化工生产也有着各自不同的应用。
3.2 可持续发展和环保意义过热蒸汽降温到饱和蒸汽的节能效果对于可持续发展和环保具有重要意义。
随着全球能源和环境问题的日益突出，节约能源、减少排放已成为各行各业的共识。
过热蒸汽降温到饱和蒸汽的技术正是符合这一发展趋势的一种节能减排技术，在促进工业生产的也为环境保护贡献了一份力量。
4.总结和回顾性内容过热蒸汽降温到饱和蒸汽的节能效果不仅在热力学和能源利用方面有着重要意义，同时也在工业生产、可持续发展和环保等方面发挥着重要的作用。
在今后的工业生产和能源利用中，我们应当更加重视这一技术的应用，并不断推进其在不同领域的应用研究，为实现能源节约和环境保护做出更大的贡献。
过热蒸汽
2.3 过热蒸汽如果锅炉中产生的饱和蒸汽通过更高温度的换热面，它的温度会上升并超过蒸发温度。
这时，蒸汽就会被描述为超过饱和温度一定温度的过热蒸汽。
当仍有水存在的时候，过热度是无法产生的，因为吸收的热量首先会蒸发更多的水。
饱和蒸汽必须通过额外的换热器才能得到更高的温度，这就需要在锅炉中二次换热或经过单独的过热器，主要的加热媒介可以是热烟气或者单独加热。
过热蒸汽有其应用，例如：在汽轮机中，蒸汽通过喷嘴直接作用于转子上，从而带动转子转动，使之发生的能量只能来自于蒸汽，所以，在逻辑上，蒸汽通过汽轮机后能量降低，如果这个蒸汽采用的是饱和蒸汽，那么失去能量后会使蒸汽冷图. 2.3.1 作用于汽轮机叶片上的蒸汽和力凝。
汽轮机有以下很多过程：从同一个轴的第一级转子出来的蒸汽需要进入第二级转子继续做功，这就是说通过连续不断的过程，蒸汽会变的越来越湿，这样不仅会导致水锤，而且这些水滴微粒还会导致汽轮机内部冲蚀。
所以，最终结论就是：在进口处供应过热蒸汽，利用过热蒸汽做功，直到温度/压力比较接近饱和时再排出蒸汽。
另外一个在汽轮机上使用过热蒸汽的原因是为了提高热效率。
热机如汽轮机的热效率，可以用下列两个理论之一来计算：卡诺循环，其效率是进口和出口蒸汽的温度差与进口温度的比值郎肯循环, 其效率是进口和出口蒸汽的能量差与进口能量的比值例2.3.1汽轮机进口蒸汽为过热蒸汽压力90 bar a绝对压力/温度450°C，排气压力为0.06 bar a绝对压力(部分真空) and 10% 湿度，饱和温度= 36.2°C.注意：在以下例子中用到的温度和能量数值均来自于蒸汽表公式2.3.12.3.1.1 计算卡诺循环效率(C)公式2.3.22.3.1.2 计算郎肯循环效率(R)根据以上两种循环公式可以看出，为了得到更高的热效率：汽轮机进口的温度或能量应尽可能高，这就意味着实际中所能达到的压力和温度；过热蒸汽是达到这种条件的最简单的办法。
什么是饱和水蒸气 什么是过热水蒸气
什么是饱和水蒸气什么是过热水蒸气水加热至沸腾产生的水蒸气，叫饱和水蒸气。
此时水蒸气的温度等于饱和温度。
不含饱和水滴的饱和水蒸气叫干饱和水蒸气;含有饱和水滴的水蒸气，叫湿饱和水蒸气。
温度低于饱和温度的水蒸气，称为过冷水蒸气。
过冷水蒸气是不稳定的，稍有扰动就会将部分过冷水蒸气冷凝成饱和水，并释放出热量将温度提高到饱和温度，使过冷水蒸气变成湿饱和水蒸气。
继续加热干饱和水蒸气，其温度将升高并超过饱和温度。
这种超过饱和温度的水蒸气，称为过热水蒸气。
高出饱和温度的温度数，称为过热度。
例如:锅炉出口水蒸气的绝对压力为9.81兆帕，温度为5409℃。
则过热度为540一309.53 = 230.47℃(绝对压力为9.81兆帕下的饱和温度为309.53℃)。
饱和蒸汽加热的优缺点饱和蒸汽具有很多优点，特别是在100℃（212 ℉）及以上的温度下，这使得它成为了出色的热源，其中的一些优点如下：特点优点利用潜热快速，均匀的加热提高产品质量和生产效率控制压力就可以控制温度可以迅速的确定和控制温度传热系数高要求传热面积相对较小，能够有效的减少初期的设备投入。
原料是水安全清洁且低成本使用饱和蒸汽加热产品必须牢记以下几点：1.如果在加热过程中如果不使用干饱和蒸汽可能会造成产品加热效率降低，和常识相反的是，锅炉所产生的蒸汽往往都不是干蒸汽，而是包含着一些没有完全蒸发的水分子的湿蒸汽。
2.热辐射的热量损失使得一些蒸汽凝结，因此湿蒸汽会更加潮湿，并且形成冷凝水。
因此，必须在管道适当的部位安装疏水阀从而将冷凝水排出。
3.重的冷凝水会从蒸汽中落下并且被管道底部的疏水阀排出，但是夹带着小水滴的湿蒸汽还是会降低产品的换热效率。
因此，必须在管道的某些部位安装汽水分离器。
4.由于蒸汽在管道中的摩擦等会造成压力的损失，因此也会导致蒸汽温度的相应损失。
过热蒸汽过热蒸汽有其本身的应用领域，如用在发电机组的透平，通过喷嘴至电机，推动电机转动。
但是过热蒸汽很少用于工业制程的热量传递过程，这是因为过热蒸汽在冷凝释放蒸发焓之前必须先冷却到饱和温度，很显然，与饱和蒸汽的蒸发焓相比，过热蒸汽冷却到饱和温度释放的热量是很小的，从而会降低工艺制程设备的性能。
饱和蒸汽和过热蒸汽
当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。
由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。
开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。
当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。
在饱和状态下的液体称为饱和液体，其蒸汽称为干饱和蒸汽（也称饱和蒸汽）。
如果用户是为了达到更精确的计量监控，建议都视为过热蒸汽，对温度和压力补偿，但考虑成本问题，客户也可以只对温度进行补偿。
理想的饱和蒸汽状态，指的是温度、压力及蒸汽密度三者存在一一对应的关系，知道其中一个，其他二个值就是定数。
存在这种关系的蒸汽就是饱和蒸汽，否这都可以视为过热蒸汽进行计量。
实际中过热蒸汽的温度可以较高，压力一般都相对较低（较饱和蒸汽），0.7MPa，200℃蒸汽就是这样，属过热蒸汽水在一定的压力下加热，水的温度随着不断加热而上升，当水温升高到某一温度时，水就开始沸腾，这时候水的温度称为沸腾温度。
如在继续加热，水温保持不变，水即开始气化，而逐步变为蒸汽。
水在一定的压力下的沸腾温度也称为饱和温度。
这个温度与其所受压力大小有关，压力愈大，则沸腾温度也就越高；反之，压力小，则沸腾温度也低。
例如压力为0.10MPa(1atm)时，其饱和温度为99.09°C；压力为4.05MPa（40atm)时，其饱和温度为249.18°C；压力为10.13MPa（100atm)时，其饱和温度为309.53°C.以上可知，水在一定压力下，加热至沸腾，水就开始气化，也就逐渐变为蒸汽，这时蒸汽的温度也就等于饱和温度。
锅炉过热蒸汽流程
锅炉过热蒸汽流程
锅炉过热蒸汽流程步骤如下：
1、锅炉首先需要向加热介质注入热量，并形成湍流，使热量得到充分利用；
2、热能引起水蒸汽温度和压力升高，当温度和压力超过设定值时，超温压保护器就会切断炉子的加热电源；
3、锅炉的液位控制器根据锅炉的实际情况自动调节排水阀，从而稳定液位；
4、当锅炉运行时，应当不低于低水位的设定值，如果低于低水位的设定值，自动加水系统会自动布洛水，防止缺水；
5、当锅炉恢复正常运行时，可以采取控制调节蒸汽压力，使蒸汽压力稳定，从而防止锅炉再次过热；
6、最后，要经常检查锅炉本身的一些重要检测系统，确保安全运行，并及时维护、更换一些损坏的部件，以防止不安全因素扩散。
过热蒸汽及其特性
过热蒸汽及其特性如我们知道，当锅炉产生的饱和蒸汽经过温度更高的换热面，则蒸汽的温度会高于其蒸发温度。
此时蒸汽称为过热蒸汽，高于饱和蒸汽的温度称为过热度。
蒸汽不会在锅炉内产生过热。
饱和蒸汽必须通过附加的换热器，吸收锅炉烟气的热量变成过热蒸汽。
或者采用其他的热源对饱和蒸汽再加热可得到过热蒸汽。
蒸汽的过热也可以通过蒸汽减压得到，对饱和蒸汽进行减压是一种绝热膨胀，从蒸汽表中知，降压以后的低压蒸汽的焓值低于高压蒸汽，多余的焓值被用来对低压蒸汽进一步加热而产生饱和蒸汽，所以湿蒸汽减压可得到更干燥的蒸汽。
依据过热蒸汽热动力特性，其主要应用领域包含在发电机组的透平，通过喷嘴至电机，推动电机转动。
推动电机转动的能量来自蒸汽，所以当蒸汽通过透平转子后能量减少。
如果是饱和蒸汽，能量的减少将会引起部分蒸汽凝结成水。
通常，透平有很多级，从第一级出来的蒸汽直接作用在第二级上。
这意味着饱和蒸汽通过下一级时会变得越来越湿，这不仅会导致水锤和，同时水滴会引起透平内部的冲蚀。
但是这并不是透平使用过热蒸汽的唯一原因，过热蒸汽能以更高的速度输送，通过管道和喷嘴，这样对同样尺寸的透平机组可以提高它的性能。
瓦特节能经验表明，电站透平使用的过热蒸汽可能有高达150barg/550oC，超过200oC的过热度。
蒸汽过热部分的能量可以如下计算：150barg饱和蒸汽的焓hg值为2611kJ/kg；而150barg/550oC的过热蒸汽焓hg 值高达3445kJ/kg 因此过热部分的能量为=834kJ/kg。
看起来这样似乎是增加了有用的能量增加，但实际上对工艺过程来说，使用过热蒸汽传递热量需要时间更长、更困难。
以过热蒸汽的比焓认为是1.186kJ/kgºC.过热蒸汽在冷凝释放出蒸发焓以前必须冷却到饱和温度，很显然过热蒸汽冷却到饱和温度释放出的热量是很小的。
例如6barg175ºC的过热蒸汽，在冷凝以前必须冷却到饱和温度6barg(165ºC)。
什么是过热蒸汽_在生活中的应用（2）
什么是过热蒸汽_在生活中的应用(2)干燥质量好用过热蒸汽干燥的主要原因是产品的质量得到改善。
用过热蒸汽作干燥介质时，由于物料表面湿润、干燥应力小，不易产生开裂、变形等干燥缺陷;同时由于过热蒸汽干燥无氧化反应，木材颜色不会褪变，故干燥品质好。
研究表明，使用过热蒸汽干燥胡萝卜块，干后产品的复水性、颜色、维生素保留量优于真空干燥。
安全性好过热蒸汽干燥避免了干燥室着火或爆炸的危险。
过热蒸汽干燥无空气存在 ,没有氧化和燃烧反应。
一些通常不能用热风干燥的食品原料 ,可以用过热蒸汽干燥。
减少设备的体积和废气的净化量过热蒸汽的比热大,蒸汽用量少,这就可以减少设备的体积和废气的净化量。
有利于保护环境过热蒸汽干燥是在密封条件下进行的,粉尘含量大大降低。
用过热蒸汽干燥可以消除城市垃圾、污泥等的臭味。
l 具有灭菌消毒作用过热蒸汽干燥物料的温度是操作条件下水的沸点温度,在干燥有灭菌要求的食品原料和药品原料同时 ,能消灭细菌和其他有毒微生物。
由于过热蒸汽干燥具有上述优点，近年来美国、加拿大、法国、新西兰和日本等发达国家己将过热蒸汽干燥技术用于干燥木材及木头压块、煤炭、纸张、甜菜渣、陶瓷、蚕茧、污泥、酒糟、牧草、鱼骨和鱼肉、蔬菜、食品以及城市废弃物等多种物料。
随着能源危机的日益严重和人们对食品质量要求的逐渐提高，过热蒸汽干燥的应用必将得到发展，尤其是可以降低干燥温度同时保证产品质量的低压过热蒸汽干燥，具有潜在的高效率。
2.3 过热蒸汽干燥的应用领域2.3.1 木材干燥能源与环境问题是当今世界的几个重大问题之一，干燥是决定木制品质量、能耗和成本的重要环节，同时又与环境污染问题密切相关。
目前我国木材干燥的能源绝大部分是以煤或木废料作燃料，而燃料的燃烧会释放导致温室效应的气体产生。
目前占主导地位的常规蒸汽干燥由于进、排气的换气热损失较大，一次能源的利用率仅30%左右，故节能潜力很大。
作为一种先进的节能干燥技术，过热蒸汽干燥由于以过热蒸汽作干燥介质，它可以利用辅助装置，回收排汽的余热，故可明显节能。
高温蒸汽制取原理
高温蒸汽制取原理高温蒸汽制取是一种利用高温蒸汽进行制取的技术。
高温蒸汽是一种高温高压下的气体，其温度通常超过100摄氏度。
高温蒸汽制取有着广泛的应用，可以用于发电、加热、工业生产等领域。
高温蒸汽制取的原理是利用水的沸点随着压力的增加而升高的特性。
在大气压下，水的沸点为100摄氏度，当压力增加时，水的沸点也随之升高。
因此，只要提高水蒸气的压力，就可以得到高温的蒸汽。
高温蒸汽制取的关键是产生高压的水蒸气。
这可以通过燃烧燃料来产生高温高压的蒸汽。
燃烧燃料时，燃料中的化学能被释放，将水加热到高温，使其转化为水蒸气。
同时，通过增加燃料燃烧的速度，可以提高蒸汽的压力。
高温蒸汽制取通常采用的方法是蒸汽锅炉。
蒸汽锅炉是一种专门用于产生高温高压蒸汽的设备。
蒸汽锅炉由炉膛、锅炉壳体、燃烧器、水循环系统等组成。
燃料在炉膛中燃烧，释放出热量，加热锅炉壳体内的水。
水在加热的过程中转化为水蒸气，并通过管道输送到需要的地方。
在蒸汽锅炉中，水的循环系统起着至关重要的作用。
循环系统包括水泵、水箱、管道等组件。
水泵负责将冷水从水箱中抽取出来，通过管道输送到锅炉中。
在锅炉中，水被加热并转化为水蒸气，然后通过管道输送到需要的地方。
在输送过程中，水蒸气的温度和压力会逐渐降低。
为了保持蒸汽的温度和压力，循环系统会将冷却后的水重新送回锅炉中，形成闭合的循环。
高温蒸汽制取的过程中，需要注意控制蒸汽的温度和压力。
过高的温度和压力可能会对设备和系统造成损坏，同时也会增加安全风险。
因此，在蒸汽锅炉中通常会安装温度和压力控制装置，用于监测和调节蒸汽的温度和压力。
除了通过燃烧燃料产生高温高压蒸汽外，高温蒸汽制取还可以利用其他的能源形式。
例如，太阳能和核能可以直接提供高温高压的蒸汽。
太阳能通过集热器将太阳能转化为热能，然后可以用来产生蒸汽。
核能通过核反应产生高温高压的热能，然后可以用来产生蒸汽。
高温蒸汽制取技术在能源领域具有重要的意义。
它可以提供高效、清洁的能源，减少对化石燃料的依赖。
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过热蒸汽技术的应用
以水蒸气作为干燥介质
排出的废气全部是蒸汽
过 热 蒸 汽 干 燥 机 理
利用冷凝的方法可以回收蒸汽的潜热再加 以利用
过热蒸汽技术的应用
加热升温期
恒温干燥期
过 热 蒸 汽 干 燥 机 理
降温干燥期
过热蒸汽技术的应用
过热蒸汽技术的应用
干燥技术
热风干燥
过热蒸汽
总结
热效率 能耗 干燥速度 成品品质
常用领域
在发汽轮机的透 平，通过喷嘴至点 击，推动电机转动。
缺点
与饱和蒸汽的蒸发焓 相比，过热蒸汽冷却 到饱和温度释放的热 量少，使得工艺制程 设备的性能降低。
过热蒸汽技术的应用 新兴过热蒸汽 技术的应用
食品加工领域 干燥行业应用 领域
工业及其他领 域的应用
过热蒸汽技术的应用
食品 加 工 领 域 的 应 用
展望
由于过热蒸汽干燥具有上述优点，近年来发达国家已经 将过热蒸汽加热技术用于干燥木材及木头压块、煤炭、纸 张、甜菜渣、陶瓷、蚕茧、污泥、酒糟、牧草、鱼骨和鱼 肉、蔬菜、食品以及城市废弃物等多种物料。 随着能源危机的日益严重和人们对食品质量要求的逐渐 提高，过热蒸汽干燥的应用必将得到发展，尤其是可以降 低干燥温度同时保证产品质量的低压过热蒸汽干燥，具有 潜在的高效率。
过热蒸汽技术的应用
干燥质量 好
产品质量得到改善
过热蒸 汽
干燥质量 好 干燥质量 好
用过热蒸汽作干燥介质时，由于 物料表面湿润、干燥应力小，不 易产生开裂、变形等干燥缺陷
过热蒸汽干燥没有氧化反应，故 干燥的品质好
过热蒸汽技术的应用
具 有 消 毒 灭 菌 作 用
过热蒸汽干燥物料的温度是 操作条件下水的沸点温度 ,在干燥 有灭菌要求的食品原料和药品原 料同时 ,能消灭细菌和其他有毒微 生物。
过热蒸汽的形成机理
饱 和 状 态
开始蒸发时，进入空间的分子 数目多于返回液体中分子的数 目，随着蒸发的继续进行，空 间蒸汽分子的密度不断增大， 因而返回液体中的分子数也增 多。当单位时间进入空间的分 子数目与返回液体中的分子数 目相等时，则蒸发与凝结处于 动态平衡，此状态称为饱和状 态。
过热蒸汽的形成机理
过 热 蒸 汽
在饱和状态下的液体称为饱和 液体，其对应的蒸汽是饱和蒸 汽，但最初只是湿饱和蒸汽， 待蒸汽中的水分完全蒸发后才 是干饱和蒸汽。蒸汽从不饱和 湿饱和再到干饱和的过程温度 是不增加的，干饱和之后继续 加热则温度会上升，成为过热 蒸汽。
过热蒸汽技术的应用
过热蒸汽技术
传统型
新兴型
过热蒸汽技术的应用
低 大 慢 下降
高 小 快 几乎没影响
过热蒸汽技术比 热风干燥技术更 胜一筹
两种干燥技术的比较
过热蒸汽技术的应用
干燥技术
冷冻干燥
过热蒸汽
总结
时间 能耗 经济效益 物料品质
长 大 低 有影响
短 小 高 几乎没影响
过热蒸汽技术比 冷冻干燥技术更 胜一筹
两种干燥技术的比较
过热蒸汽技术的应用
低压过热蒸汽干燥
结合了过热蒸汽和 负压甚至真空干燥 的优点 扩大了过热蒸汽干燥 对热敏性物料的适应 性 避开了常压过热蒸 汽干燥物料温度过 高的劣势
过热蒸汽技术的应用
对不同的食品如土豆片、面条、大豆、稻谷、 蔬菜、虾米、鸡肉、各种水果片等进行过热蒸 汽干燥的研究表明，低压过热蒸汽具有干燥时 间短、物料收缩变形小、颜色保持新鲜、多孔、 复水性好和维生素含量高等方面的特点。
改善 食品 味道
没有添加剂 的情况下
通过水蒸汽 加热烹饪
过热蒸汽在食品加工 领域的应用效果
保持松软 的口感和 水分
过热蒸汽技术的应用
提高加工阶段的杀菌效果，实现短时间内表面杀菌
对喷洒在新鲜水果表面的防霉剂等农药可大部分汽化
通过对颜色及气味成分的控制，使得食材本身的颜色 和味道在加工中不被破坏
过热蒸汽技术的应用
过热蒸汽技术的应用
优点
食品加工
•输送带的清洗、杀菌 •食材加热处理
食品受热均匀
加热速度快 食品更加美味 食品加工
食品加工
•食物残渣的粉末化
•食物残渣的除臭
食品加工
防止维生素流 失
过热蒸汽技术的应用
抑制食 品腐败 氧化
促进糖 化及蛋 白质变 性 低氧或微氧 的环境下 通过对淀粉 的α化
食品加 工处理 后材料 不变硬
过热蒸汽的概念
过热蒸汽的形成机理
分子 热运动
饱和状态
过热蒸汽
过热蒸汽形成机理
1
相互碰撞
2
动态平衡
3
加热升温
过热蒸汽的形成机理
分 子 热 运 动
•当液体在有限的密闭空间中蒸 发时，液体分子通过液面进入 上面空间，成为蒸汽分子。由 于蒸汽分子处于紊乱的热运动 之中，它们相互碰撞，在和液 面碰撞时，有的分子则被液体 分子所吸引，而重新返回液体 中成为液体分子。
过热蒸汽加热技术
张睿 2111406072
过热蒸汽的概念
过热蒸汽的形成机理 过热蒸汽技术的应用
过热蒸汽的概念
当饱和蒸汽从 最初的湿饱和蒸汽 全部汽化为干饱和 蒸汽时候，对干饱 和蒸汽继续加热， 此时蒸汽的温度大 于沸点的温度，得 到的蒸汽就是过热 蒸汽。
过 热 蒸 汽 的 概 念
过热蒸汽的概念
通过杀菌、抑制氧化、通过高速过热加热生成凝缩 膜，通过酵数失活等提高食品的保鲜能力
通过膜凝结传热实现高速加热
使用温度高达340。过热蒸汽进行烹饪，达到脱 油、减盐的健康烹饪效果
过热蒸汽技术的应用
过热蒸汽技术的应用
过热蒸汽干燥是一种利用过热蒸汽作 为干燥介质对湿物料直接或间接加热 , 除去物料中部分水分使之达到期望含 水率的干燥方式 。
展望
因此，过热蒸汽干燥对提高干燥效率、降低干燥能 耗、减少环境污染、提高产品质量具有重要的意义 , 是一种很有发展前景的干燥新技术。因此，将过热 蒸