饱和蒸汽和过热蒸汽的区别
过热蒸汽的名词解释
过热蒸汽的名词解释蒸汽是指在水或其他液体受热产生的气体状态,具有很高的温度和压力。
而过热蒸汽则是指在蒸汽的基础上,通过继续加热而使其温度进一步升高,同时压力也随之增大。
过热蒸汽在工业和能源领域具有广泛应用,是人们日常生活、生产和研究中不可或缺的重要物质。
过热蒸汽的产生可以通过加热纯净水或其他液体,使其沸腾而得到。
沸腾是指液体在加热过程中产生气泡并向上升的现象。
当水处于正常大气压力下,其沸点为100摄氏度。
然而,通过提高压力,水的沸点也随之升高。
在由于提高了温度和压力而产生的蒸汽中,如果继续加热该蒸汽,就会出现过热蒸汽的现象。
过热蒸汽相对于饱和蒸汽而言,具有更高的温度和压力。
饱和蒸汽是指在相应压力下,蒸汽和液态水之间处于平衡状态的蒸汽。
而过热蒸汽则是指在该平衡状态之上的蒸汽,其温度超过了对应压力的饱和蒸汽温度。
在过热蒸汽状态下,蒸汽的温度和压力会随着加热的持续增加而不断增加。
过热蒸汽的使用在发电厂、化工厂以及其他工业生产中非常常见。
在发电厂中,过热蒸汽被用来驱动轮机,产生动力,驱动发电机发电。
在化工厂中,过热蒸汽则可以用作工业流程中的热源,提供能量。
过热蒸汽的应用还有助于提高能源的利用效率。
在传统的火力发电厂中,通过增加锅炉的过热程度,可以使得燃烧产生的蒸汽温度更高,从而提高蒸汽的压力和温度,最终增加汽轮机输出的功率。
这种方式可以提高燃料的利用率,降低发电厂的能源消耗。
此外,过热蒸汽还具有一定的危险性。
由于其高温高压的特性,如果处理不当,可能导致设备或管道的爆炸,造成人员伤亡和重大财产损失。
因此,在过热蒸汽的应用过程中,需要采取严格的安全措施,确保设备和人员的安全。
总之,过热蒸汽是指在蒸汽基础上继续加热,使其温度升高并伴随着压力增加的状态。
它在工业和能源领域的应用非常广泛,具有提高能源利用效率和产生动力的重要作用。
然而,在使用过热蒸汽时也需要注意安全问题,以避免潜在的危险。
名词释义 绝压,饱和蒸汽,过热蒸汽,定压比热容,定容比热容,临界压力,临界温度,冲击功,腐蚀
绝压的定义就是绝对压力(工程学称谓,物理学称谓是绝对压强)绝压,指绝对压力:介质(液体、气体或蒸汽)所处空间的所有压力。
绝对压力是相对零压力而言的压力。
相对应的,表压力(相对压力):如果绝对压力和大气压的差值是一个正值,那么这个正值就是表压力,即表压力=绝对压力-大气压>0,如果是负值,就叫真空度。
绝压PaA,表压PaG。
饱和蒸汽的定义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。
蒸汽从不饱和到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。
过热蒸汽的定义当湿蒸汽中的水全部汽化即成为饱和蒸汽,此时蒸汽温度仍为沸点温度。
如果对于饱和蒸汽继续加热,使蒸汽温度升高并超过沸点温度,此时得到的蒸汽称为过热蒸汽。
定压比热容的定义在压强不变的情况下,单位质量的某种物质温度升高1K所需吸收的热量,叫做该种物质的“定压比热容”,用符号Cp表示,国际制单位是:J/(kg·K)。
因为气体在压强不变的条件下,当温度升高时,气体一定要膨胀而对外作功,除升温所需热量外,还需要一部分热量来补偿气体对外所作的功,因此,气体的定压比热容比定容比热容要大些。
由于固体和液体在没有物态变化的情况下,外界供给的热量是用来改变温度的,其本身体积变化不大,所以固体与液体的定压比热容和定容比热容的差别也不太大。
蒸汽的三种状态
蒸汽的三种状态蒸汽是水在高温下发生相变变成气体的状态。
在不同的温度和压力条件下,水分子的运动状态会发生变化,从而形成了蒸汽的三种状态:饱和蒸汽、过热蒸汽和湿蒸汽。
饱和蒸汽是水在特定温度和压力条件下达到平衡的状态。
当水受热至它的沸点时,水分子的运动速度变快,距离变远,从而逐渐脱离固定的位置形成气体状态。
这时的蒸汽被称为饱和蒸汽。
饱和蒸汽的温度和压力取决于物质的性质,比如水的饱和蒸汽温度是100℃(摄氏度)。
饱和蒸汽的特点是在温度和压力保持不变的情况下,其物理性质也保持不变。
这就意味着饱和蒸汽的温度和压力是一一对应的,如果你知道其中一个,就能确定另一个。
此外,饱和蒸汽的密度较高,由于其与液体状态的水之间存在较强的相互作用力,因此饱和蒸汽中水分子的相对数量较高。
过热蒸汽是指在超过饱和温度的高温条件下,蒸汽仍然保持在气体的状态。
当蒸汽的温度超过饱和温度时,水分子的平均能量增加,从而使水分子的运动更加活跃。
过热蒸汽的温度和压力不再一一对应,而是取决于蒸汽所处的热力学状态。
过热蒸汽的特点是在相同的压力下,温度比饱和蒸汽更高。
由于过热蒸汽中的水分子相对较少,它的密度比饱和蒸汽更低。
因此,过热蒸汽具有更高的热能和更强的穿透力,被广泛应用于各种工业领域,比如发电厂、工厂车间和化工过程中。
湿蒸汽是同时存在气态水分子和液态水分子的混合状态。
湿蒸汽通常发生在温度和压力变化剧烈的情况下,比如蒸汽的急速减压或急速冷却。
在这样的情况下,由于温度和压力的剧烈变化,蒸汽中的水分子没有足够的时间来实现充分的相互作用,因此同时存在气态和液态水分子。
湿蒸汽的特点是在温度、压力和湿度都有一定的范围内变化。
湿蒸汽的温度和压力不能通过一一对应关系来确认,而是取决于湿蒸汽所处的具体状态。
由于湿蒸汽中存在液态水分子,其密度比饱和和过热蒸汽都要高,但比液态水的密度要低。
总结起来,蒸汽的三种状态分别是饱和蒸汽、过热蒸汽和湿蒸汽。
饱和蒸汽是在特定温度和压力条件下达到平衡的状态,具有稳定的物理性质;过热蒸汽是超过饱和温度的高温气体状态,具有较高的热能和穿透力;湿蒸汽是气态和液态水分子混合存在的状态,具有一定范围内的温度、压力和湿度变化。
过热蒸汽如何转换为饱和蒸汽
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0.8mpa时,蒸汽饱和温度为174℃,在这个压力下,温度超过174℃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:6 公斤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6公斤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。
饱和水、饱和蒸汽和过热蒸汽的性质
饱和水、饱和蒸汽和过热蒸汽的性质
1、饱和水:是工质水处在饱和状态,即这时水的温度是在其对应压力下的饱和温度,如10公斤/平方厘米(1Mpa)下水的饱和温度是179.88℃,则在这个压力下的水温度是179.88℃度则称其饱和水;【计算179.88℃饱和蒸汽对应的绝压为999.816kpa约1Mpa了】
2、饱和蒸汽:饱和水受热后产生的蒸汽称为饱和蒸汽。
值得说明的是压力不变的情况下饱和蒸汽的温度和饱和水的温度是一样的,从热力学的角度讲,水加热到饱和温度后并不能变成蒸汽,它还有吸收一定量的热,即汽化潜热后才能变成蒸汽,但在吸收这部分热量时蒸汽的温度并不升高,所以在温度上并体现不出来蒸汽在吸收热量。
‘潜’就是这个现象意思的诠注吧
3、过热蒸汽:是把饱和汽集中起来继续加热,在压力不变的状态下当其温度超过该压力下的饱和温度时,这种蒸汽称过热蒸汽。
性质;
①饱和水在压力不变的情况下,饱和水受热后将产生饱和蒸汽,其温度下降将使其压力下降,(外功降低)
②饱和蒸汽在吸热后达到一定程度后将变、成过热蒸汽,其温度下降将变成饱和水。
③过热蒸汽温度在一定范围内升高将增加其内能。
温度下降到一定程度后将变成饱和蒸汽。
饱和蒸汽与过热蒸汽
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:6 barg,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。
过热蒸汽与饱和蒸汽的区别与联系
饱和蒸汽与过热蒸汽的区别和联系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。
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
饱和蒸汽和过热蒸汽的区别
饱和蒸汽和过热蒸汽的区别2009年05月13日星期三 09:28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,否则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,就逐渐变为蒸汽,这时蒸汽的温度也就等于饱和温度。
饱和蒸汽和过热蒸汽灭菌
饱和蒸汽和过热蒸汽灭菌饱和蒸汽和过热蒸汽是灭菌过程中常用的方法。
在医疗、食品加工、实验室等领域,灭菌是非常重要的步骤,可以高效地消灭病菌和细菌,确保产品的安全和质量。
通过了解饱和蒸汽和过热蒸汽的原理和应用,我们可以更好地指导灭菌工作,确保灭菌效果可靠。
饱和蒸汽是指在一定压力下,温度达到液体的沸点时产生的蒸汽。
在灭菌过程中,饱和蒸汽对于灭菌物品的均匀加热和渗透能力非常重要。
通过高压蒸汽,灭菌物品表面和内部都能达到较高温度,以致使细菌的代谢被抑制甚至被杀灭。
饱和蒸汽的携带能力和均匀性能够有效减少灭菌死区的产生。
因此,在实际应用中,饱和蒸汽是一种广泛使用的灭菌手段。
然而,对于一些特殊的物品和场景,饱和蒸汽灭菌的效果可能不理想,这时我们可以考虑使用过热蒸汽。
过热蒸汽是指在超过沸点的高温下产生的蒸汽。
相对于饱和蒸汽,过热蒸汽具有更高的温度和更强的杀菌能力。
在灭菌过程中,过热蒸汽能够更好地渗透物品的内部,杀灭其中的微生物。
过热蒸汽还具有湿热灭菌的优势,可以更好地保护一些热敏感性物品。
因此,在特殊情况下,过热蒸汽是一种非常有指导意义的选择。
在实际操作中,饱和蒸汽和过热蒸汽的灭菌工艺需要根据具体的物品和要求进行调整。
首先,根据不同物品的尺寸、性质和杀菌要求,选择合适的灭菌设备和工艺参数。
其次,要对设备进行严格的校验和维护,保证工艺稳定可靠。
灭菌工艺中,温度、压力、时间等参数的控制非常重要,需要进行科学调节和监测。
此外,灭菌过程中,防止交叉污染也是必要的,要严格控制材料和人员的洁净程度。
总之,灭菌是消灭微生物的重要手段,饱和蒸汽和过热蒸汽是常用的灭菌工艺。
在进行灭菌工作时,我们应了解饱和蒸汽和过热蒸汽的原理和应用,合理选择合适的灭菌方法。
通过认真调节操作参数、设备维护和防止交叉污染,我们可以提高灭菌的效果,确保产品的安全和质量。
只有确保灭菌工作的可靠性,我们才能更好地保护公众的健康。
饱和蒸汽和过热蒸汽概念
1、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)。
2、蒸汽温度高于饱和蒸汽温度时,这样的蒸汽称作过热蒸汽。
3、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!4、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。
饱和蒸汽与过热蒸汽的特点
饱和蒸汽与过热蒸汽的特点瑞克阀门工业(苏州)有限公司干饱和蒸汽饱和蒸汽,是指饱和状态下的蒸汽,是由气体分子之间的热运动现象造成的。
干饱和蒸汽是指湿饱和蒸汽中的水全部汽化,蒸汽温度仍为沸点温度。
干饱和蒸汽的应用领域如伴热、加湿用气外,如气提、塔注汽。
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,这是因为过热蒸汽在冷凝释放蒸发焓(潜热)之前必须先冷却到饱和温度,很显然,与饱和蒸汽的蒸发焓(潜热)相比,过热蒸汽冷却到饱和温度释放的热量是很小的,降低工艺制程设备的性能。
过热蒸汽加热的优点驱动设备不会因为冷凝水受损。
提高热效率和工作能力,例如:在低压蒸汽下的过热度达到极大的比容,甚至真空的情况。
在蒸汽驱动设备的时候不会产生冷凝水,能有效的避免由于碳酸侵蚀和腐蚀设备的危险。
汽轮机的理论热效率是和其出口和入口的焓值相关联的。
因此提高了过热蒸汽的压力就等于提高汽轮机入口方向的焓值,从而有效提供了热效率。
饱和蒸汽加热的优点利用潜热快速,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,安全清洁且低成本利用饱和蒸汽加热的缺点: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。
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。
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。
利用过热蒸汽加热的缺点: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。
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。
饱和蒸汽 过热蒸汽
饱和蒸汽过热蒸汽饱和蒸汽和过热蒸汽是热力学中的两个重要概念。
它们在工业生产、能源利用、环境保护等方面都有着广泛的应用。
本文将从定义、特性、应用等方面介绍饱和蒸汽和过热蒸汽的相关知识。
一、饱和蒸汽饱和蒸汽是指在一定温度下,液体和气体处于平衡状态时,气体所含的水分子数达到最大值的状态。
此时,液体和气体之间的相互转化速率相等,称为饱和状态。
饱和蒸汽的温度和压力是一一对应的,称为饱和温度和饱和压力。
饱和蒸汽的特性如下:1. 饱和蒸汽的温度和压力是一一对应的,称为饱和温度和饱和压力。
2. 饱和蒸汽的温度和压力决定了其物理性质,如比热、密度、热导率等。
3. 饱和蒸汽的温度和压力是热力学过程中的基本参数,对于热力学计算和工程设计具有重要意义。
饱和蒸汽在工业生产中有着广泛的应用。
例如,汽轮机、蒸汽发生器、热交换器等设备中都需要使用饱和蒸汽。
此外,饱和蒸汽还可以用于加热、干燥、消毒等工艺过程中。
二、过热蒸汽过热蒸汽是指在饱和状态下,继续加热蒸汽,使其温度超过饱和温度的状态。
此时,蒸汽中的水分子数超过了平衡状态下的最大值,称为过热状态。
过热蒸汽的特性如下:1. 过热蒸汽的温度高于饱和温度,其物理性质也随之改变,如比热、密度、热导率等。
2. 过热蒸汽的温度和压力不再一一对应,而是由蒸汽的物理性质和热力学状态决定。
3. 过热蒸汽的温度和压力对于热力学计算和工程设计具有重要意义。
过热蒸汽在工业生产中也有着广泛的应用。
例如,汽轮机、蒸汽发生器、热交换器等设备中需要使用过热蒸汽。
此外,过热蒸汽还可以用于高温加热、高温干燥、高温消毒等工艺过程中。
三、饱和蒸汽和过热蒸汽的比较饱和蒸汽和过热蒸汽在物理性质、热力学状态等方面都有所不同。
下面是它们的比较:1. 物理性质:饱和蒸汽和过热蒸汽的比热、密度、热导率等物理性质都不同。
2. 热力学状态:饱和蒸汽的温度和压力是一一对应的,而过热蒸汽的温度和压力不再一一对应。
3. 应用范围:饱和蒸汽主要用于低温加热、干燥、消毒等工艺过程中,而过热蒸汽主要用于高温加热、干燥、消毒等工艺过程中。
饱和蒸汽和过热蒸汽
饱和蒸汽和过热蒸汽白坤(高级工程师,河南省郑州市)(1)饱和蒸汽与过热蒸汽①在饱和状态下的液体称饱和液体,其对应蒸汽是饱和蒸汽,最初只是湿饱和蒸汽,待饱和水中水分完全蒸发后才成为干饱和蒸汽。
蒸汽从不饱和到湿饱和再到干饱和过程温度是不增加的(湿饱和到干饱和温度保持不变),干饱和之后继续加热则温度会上升成为过热蒸气。
②饱和蒸汽的质量与其温度压力有关系,当压力一定时其温度也是定值,压力不变的情况下饱和蒸汽温度是在对应压力下的饱和温度。
从热力学角度讲水加热到饱和温度后并不能变成蒸汽,还要吸收一定量的热(即汽化潜热)后才能变成蒸汽,在吸收这部分热量时蒸汽的温度并不升高,在温度上体现不出来蒸汽在吸收热量(即潜热)。
饱和蒸汽在吸热后达到一定程度后变成过热蒸汽其温度下降将变成饱和水,查饱和蒸汽焓值需要通过熵焓表,饱和蒸汽温度和压力是对应关系,只需根据之中的任一个数据,然后查熵焓表对应饱和蒸汽焓值,乘以蒸汽量就计算出饱和蒸汽的热量。
③过热蒸汽是将饱和蒸汽继续加热,在压力不变的状态下当其温度超过该压力下的饱和温度时的蒸汽。
过热蒸汽温度在一定范围内升高增加内能,温度下降到一定程度后将变成饱和蒸汽。
过热蒸汽温度和压力关系不对应,计算过热蒸汽的热量需根据过热蒸汽的温度和压力两个数据才能查出对应焓值,过热蒸汽的压力与温度之间无任何关系,只要加热(多少不限)就能提高温度,在压力一定的场合,其过热蒸汽的温度却大不相同。
过热蒸汽温度与压力没有对应关系还与蒸汽密度有关,如3.5MPa,温度260℃时密度为16.4231kg/m3、温度300℃时密度为14.6049kg/m3,同样压力下温度越高密度越小。
(2)过热蒸汽特点①过热蒸汽比饱和蒸汽有更高的焓值,不适用工程换热,直接用工程换热时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,这就浪费了时间和过程。
过热蒸汽温度过高,具有比饱和蒸汽更多的热量,这部分多出的热量与汽化潜热相比却非常小。
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(2010-08-28 20:22:09)转载▼标签:杂谈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:6 barg,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。
饱和蒸汽和过热蒸汽
饱和蒸汽和过热蒸汽
过热蒸汽与饱和蒸汽的区别:一、性质不同;二、特点不同。
饱和蒸汽是水在一定压力下,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,这种状态的蒸汽就称为饱和蒸汽。
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。
一、性质不同
1、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,待饱和水中的水分完全蒸发后才是干饱和蒸汽。
2、饱和蒸汽:未经过热处理的蒸汽称为饱和蒸汽,饱和蒸汽是在一个大气压下,温度为100度的蒸汽,温度不能再升高,是饱和状态下的蒸汽。
二、特点不同
1、过热蒸汽:可利用蒸汽的潜热,热效率高,节能效果显著;干燥速率快;干燥质量好;安全性好减少设备的体积和废气的净化量;有利于保护环境;具有灭菌消毒作用。
2、饱和蒸汽:饱和蒸汽的温度与压力之间一一对应,二者之间只有一个独立变量;饱和蒸汽容易凝结,在传输过程中如有热量损失,蒸汽中便有液滴或液雾形成,并导致温度与压力的降低。
1。
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。
不同状态下的蒸汽类型及含义
不同状态下的蒸汽类型及含义
蒸汽是液体水在加热过程中变成气态的水蒸气,它在不同状态下具有不同的物理性质和应用。
根据蒸汽的压力和温度,我们可以将蒸汽分为不同类型,包括饱和蒸汽、湿蒸汽和过热蒸汽。
饱和蒸汽是指在特定压力下,液体水和蒸汽之间达到平衡状态的蒸汽。
在这种状态下,水的气化率等于凝结率,这意味着饱和蒸汽的温度和压力之间的关系是固定的。
饱和蒸汽具有很多优点,特别是在100°C(212°F)及以上的温度下,这使得它成为了出色的热源。
湿蒸汽是指蒸汽中夹杂着水分子的状态。
即使是最好的锅炉生产出的蒸汽一般也有 3%~5% 的湿度。
由于水是以接近饱和状态的情况下蒸发的,因此水都是以雾气和漂浮的小水滴形式存在的,它会夹杂在上升的蒸汽之中。
为了避免湿蒸汽带来的问题,我们通常需要使用汽水分离器来将蒸汽中的水份排除。
过热蒸汽是指在超过了湿蒸汽和饱和蒸汽的温度下继续加热产生的蒸汽。
它具有比饱和蒸汽更高的温度和更低的密度。
过热蒸汽一般应用于推动涡轮发动机等,而非通常的传热设备。
不同状态下的蒸汽类型具有不同的物理性质和应用。
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饱和蒸汽和过热蒸汽的区别2009年05月13日星期三 09:28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,否则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,就逐渐变为蒸汽,这时蒸汽的温度也就等于饱和温度。
这种状态的蒸汽就称为饱和蒸汽。
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。
在供热行业中,蒸汽流量测量不准确是普遍存在的问题,其中主要原因分析如下。
1.1 过热蒸汽蒸汽是比较特殊的介质,一般情况下所说的蒸汽是指过热蒸汽。
过热蒸汽是常见的动力能源,常用来带动汽轮机旋转,进而带动发电机或离心式压缩机工作。
过热蒸汽是由饱和蒸汽加热升温获得。
其中绝不含液滴或液雾,属于实际气体。
过热蒸汽的温度与压力参数是两个独立参数,其密度应由这两个参数决定。
过热蒸汽在经过长距离输送后,随着工况(如温度、压力)的变化,特别是在过热度不高的情况下,会因为热量损失温度降低而使其从过热状态进入饱和或过饱和状态,转变成为饱和蒸汽或带有水滴的过饱和蒸汽。
饱和蒸汽突然大幅度减压,液体出现绝热膨胀时也会为饱和蒸汽或带有水滴的过饱和蒸汽。
饱和蒸汽突然大幅度减压,液体出现绝热膨胀时也会转变成为过热蒸汽,这样就形成汽液两相流介质。
1.2 饱和蒸汽未经过热处理的蒸汽称为饱和蒸汽。
它是无色、无味、不能燃烧又无腐蚀性的气体。
饱和蒸汽具有如下特点。
(1)饱和蒸汽的温度与压力之间一一对应,二者之间只有一个独立变量。
(2)饱和蒸汽容易凝结,在传输过程中如有热量损失,蒸汽中便有液滴或液雾形成,并导致温度与压力的降低。
含有液滴或液雾的蒸汽称为湿蒸汽。
严格来说,饱和蒸汽或多或少都含有液滴或液雾的双相流体,所以,不同状态下不能用同一气体状态方程式来描述。
饱和蒸汽中液滴或液雾的含量反映了蒸汽的质量,一般用干度这一参数来表示。
蒸汽的干度是指单位体积饱和蒸汽中干蒸汽所占的百分数,以“x”表示。
(3)准确计量饱和蒸汽流量比较困难,因为饱和蒸汽的干度难以保证,一般流量计都不能准确检测双相流体的流量,蒸汽压力波动将引起蒸汽密度的变化,流量计示值产生附加误差。
所以在蒸汽计量中,必须设法保持测量点处蒸汽的干度以满足要求,必要时还应采取补偿措施,实现准确的测量。
2 测量的分析目前使用流量仪表测量蒸汽流量,测量介质都是指单相的过热蒸汽或饱和蒸汽。
对于相流经常变化的蒸汽,肯定会存在测量不准确的问题。
这个问题的解决方法是保持蒸汽的过热度,尽量减少蒸汽的含水量,例如加强蒸汽管道的保温措施,减少蒸汽的压力损失等,以提高测量的准确度。
然而这些方法并不能彻底解决蒸汽流量测量不准确的问题,解决这一问题的根本办法是开发一种可测两相流动介质的流量仪表。
用于检测气体流量的流量计种类很多,以速度式和容积流量计应用最普遍,它们的共同特点是只能连续测定工况下的体积流量,而体积流量又是状态的函数,工作状态下的体积流量不能确切的表示实际流量,工程上一般都以标准状态体积流量或质量流量表示。
所谓标准状态体积是0℃、1个标准大气压下的气体体积或20℃、1个标准大气压下的体积。
以质量流量为计量单位的情况,目前应用不多。
采用刻度气体流量计时,选定气体正常温度、压力为设计条件,将设计状态下的体积流量折算为标准体积流量或质量流量,其折算系数中含有气体密度的因素,当气体介质的工作状态偏离设计状态,流量示值将产生误差。
此外气体介质的组成、含量或温度的变化,对流量测量也产生影响,所以蒸汽流量的测量更需要采取补偿措施,并且因蒸汽的状态变化补偿因素也比较复杂。
过热蒸汽的密度由蒸汽的温度、压力两个参数决定,而且在参数的不同范围内,密度的表达形式也不相同,无法用同一通式表示,所以不能获得统一的密度计算公式,只能个别推导求得温度、压力补偿公式。
在温度、压力波动范围较大的场合,除进行温度、压力补偿外,还需要考虑对气体膨胀系数ε的补偿。
无论采用何种流量计检测饱和蒸汽的流量,在蒸汽压力波动的条件下工作,必须采取压力补偿措施,这是因为在流量方程中,都含有蒸汽密度的因素,工作条件与设计条件不一致时,读数会产生误差,误差的大小和工作压力与设计压力偏差的大小有关,P实>P设将出现负误差,否则将出现正误差。
蒸汽的干度条件是关系到能否准确计量蒸汽流量的重要条件,目前正在研制在线蒸汽干度检测仪表,待干度仪表应用于蒸汽流量计量与补偿系统,必将进一步提高计量的准确性。
目前应采取以下三项措施:(1)输送蒸汽的管路必须有良好的保温措施防止热量损失。
(2)在蒸汽管路上要逐段疏水,在管道的最低处及仪表前的管道上应设置疏水器,及时排出冷凝水。
(3)锅炉操作中应避免出现汽包液位过高现象,尽量减少负荷出现大的波动。
3 流量仪表的选型对于蒸汽计量在选择流量仪表时应考虑5个主要因素:被测流体特性、生产工艺情况、安装条件、维护需求以及流量仪表的特性。
这里,着重讨论流量仪表的特性、安装条件、维护需求以及选用流量仪表应注意的几个问题。
目前,测量蒸汽流量的仪表主要有涡街流量计、差压式(孔板、均速管、弯管)流量计、分流旋翼式流量计、阿牛巴流量计、浮子式流量计等,下面以涡街流量计、孔板流量计和弯管流量计为例加以说明。
3.1 涡街流量计涡街流量计是基于卡门涡街原理而研制成功的一种新型流量计,由于它具有其它流量计不可兼得的优点,70年代以来得到了迅速发展。
据介绍,现在日本、欧美等发达国家使用涡街流量计的比例大幅度上升,已经广泛用于各个领域,将在未来流量仪表中占主导地位,是孔板流量计的理想替代产品。
它具有以下特点:① 结构简单牢固,无可动部件,长期运行十分可靠;② 维护十分方便,安装费用低;③ 传感器不直接接触介质,性能稳定,寿命长;④ 输出与流量成正比的脉冲信号,无零点漂移,精度高,并方便与计算机联网;⑤ 测量范围宽,量程比可达1:10;⑥ 压力损失小,运行费用低,更具节能意义;⑦ 在一定的雷诺数范围内,输出信号频率不受流体物理性质和组分变化影响,仪表系数仅与漩涡发生体的形状和尺寸有关,测量流体的体积流量无需补偿,调换配件后无需重新标定仪表的系数;⑧ 应用范围广,气体、液体的流量均可测量;⑨ 检定周期为2~4年。
但该流量计也存在一定的局限性:① 涡街流量计是一种速度式流量计,漩涡分离的稳定性受流速影响,故它对直管段有一定的要求,一般是前10D、后5D;② 测量液体时,上限流速受压损和气蚀现象限制,一般是0.5~8m/s;③ 测量气体时,上限流速受介质可压缩性变化的限制,下限流速受雷诺数和传感器灵敏度的限制,蒸汽是8~25m/s;④ 应力式涡街流量计对振动较为敏感,故在振动较大的管道安装流量计时,管道要有一定的减震措施;⑤ 应力式涡街流量计采用压电晶体作为检测传感器,故其受温度的限制,一般为-40~+300℃。
3.2 差压式流量计以孔板流量计为代表的差压式流量计应用历史悠久,有国际标准,理论精度高,应用十分普遍。
但经过几十年的应用,发现孔板流量计也存在不足:① 应用中许多因素(设计参数与工况参数不符,上游直管段不足,孔板和管道不同心,孔板A面受污,锐角磨损等)对其测量精度有非常大的影响,使其测量误差增大;② 安装较为麻烦,维护及拆洗的工作量较大;③ 需配差压变送器使用,增加了维护的工作量,另需敷设导压管,且在冬季需对导压管进行保温,不可以安装在室外;④ 流量量程比为1:3,局限性大;⑤ 若安装不正确,容易发生蒸汽泄漏;⑥ 压力损失较大,运行费用高。
3.3 弯管流量计弯管流量计实际上是一个90度标准弯头,没有比它结构更简单的流量传感器了。
随着机械加工工业的发展和行业标准化及规范化管理的不断完善,用作弯管传感器的标准机制弯头性价比越来越高。
它的特点是:① 结构简单,价格低廉。
② 弯管流量计传感器耐磨损,对微量磨损不敏感。
③ 安装简单,可采用直接焊接法进行安装,使现场跑冒滴漏的麻烦得到彻底的解决。
④ 适应性强,量程范围宽,直管段要求不严。
只要是可以用孔板、涡街、均速管流量计来测量的管道内流体流量都可以用弯管流量计进行测量,而且在耐高温、耐高压、耐冲击、耐振动、耐潮湿、耐粉尘等方面,弯管流量计远优于其它流量计。
⑤ 弯管流量计的量程比可达1:10,对于蒸汽,它的适用范围为0~70m/s,可以较好地满足蒸汽流量测量的要求。
⑥ 弯管流量计由于其特殊的测量原理,使其在实际应用时对直管段的要求不严格,一般只要求前5D、后2D即可,远远低于其他流量测量装置的要求。
⑦ 弯管流量计精度高,重现性好,测量精度可达1.14%,重现性精度可达0.2%,一次安装后,不再需要重复拆装,因此,其安装精度也能得到最佳保证。
⑧ 弯管流量计的最突出特点是无任何附加节流件或插入件,可大大降低流体在管道内输送的动力消耗,节约能源,尤其对那些大系统、大管径、低压头的测量对象好处更加明显。
举例说明:为维持一台安装在每小时数千吨流量供热管道的孔板流量计正常运行,一个采暖季节约需多耗电数万度,折合人民币数万元。