过热蒸汽与干饱和蒸汽换热性质的差异
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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。
过热蒸汽与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)。
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,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。
蒸汽采暖系统与热水采暖系统的各自优缺点蒸汽采暖系统就是以蒸汽为热媒进行采暖的,一种方式。
水在锅炉的锅筒内加热蒸发,在锅筒的上部空间因不断地加热蒸发而变成饱和蒸汽和过热蒸汽。
当锅筒内空间达到一定的压力,将具有一定压力的蒸汽通过管道输送到散热设备称为蒸汽采暖。
蒸汽采暖系统的优点:(1)热媒温度度,热效率高,又蒸汽在管内允许流速较大,所以可节省管材和散热器的数量。
(2)由于蒸汽密度比水小用于高层建筑采暖,底层散热器不会出现超压现象。
(3)因蒸汽是靠自身蒸汽压力输送到系统中去的,凝结水靠其管道坡度及疏水器余压流至凝结水箱(或池)内。
节省了输送介质的动力设备的投资和运行中电耗的费用,易于管理。
蒸汽采暖系统的缺点:(1)因管道和散热器表面温度高(尤其高压蒸汽),灰尘聚积后易产生升华现象并产生异味。
污染室内空气,容易烫伤人。
(2)蒸汽采暖可使室内空气干燥,热惰性较小。
室温随供暖间歇波动较大,骤冷骤热易使管件和散热器连接处泄漏,维修量较大。
(3)因系统的泄漏、锅炉运行时的排污、疏水器漏汽、凝结水回收率低等因素造成无效热损失较大。
(4)系统停运时,系统充满空气,易造成管内壁腐蚀,缩短使用寿命。
热水采暖系统的优点:(1)因热媒温度较低,室内卫生条件较好,而系统水容量大。
室温波动较小,人有舒适感,不燥热。
(2)系统不易泄漏,无效热损失少,因此燃料消耗量较低。
(3)不管系统运行与否,管内均充满水,空气氧化腐蚀较小,管道使用寿命较长。
(4)可在锅炉房(或换热站)内,根据室外温度变化,集中调节供水温度和循环流量,以满足室温恒定要求,因此供暖的质量较高。
(5)易于维修管理,泄漏少。
热水采暖系统的缺点:(1)系统在停运时,系统静水压力较大。
在高层建筑内,底层散热器易发生超压现象。
(2)热水系统是靠水泵来克服系统阻力而循环的,因系统水容量大,因此循环水泵的功率大,耗电量多,增加运行费用。
(3)当采用热水采暖时,管内流速不宜过大,因流速过大会增加摩擦阻力损失而加大循环动力,因此管径选择应满足在规定的流速值之内,管径比蒸汽采暖偏大。
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。
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。
饱和蒸汽和过热蒸汽换热效果
蒸汽作为一种流体介质,在工业生产和生活中扮演着重要的角色。
在换热过程中,蒸汽的状态对于换热效果有着显著的影响。
饱和蒸汽是指在一定压力下,蒸汽和液态水处于平衡状态,即在一定温度下水中的液态和蒸汽的质量比例不再发生变化的状态。
与此相反,过热蒸汽则是指蒸汽的温度高于饱和温度,此时蒸汽具有较高的热能。
在换热器中,过热蒸汽由于具有较高的热能,可以更快速地将热量传递给冷却介质,因此换热效果更佳。
而饱和蒸汽由于达到饱和状态后,仅能通过传导和对流的方式进行热量的传递,换热效果相对较差。
因此,在换热器设计中,尽可能选择过热蒸汽作为传热介质,可以提高换热效率,降低能耗。
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。
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(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。
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。
饱和蒸汽与过热蒸汽饱和蒸汽与过热蒸汽周晓昱烟台中隆仪表公司265500了解并掌握蒸汽的物理性质及其变化规律,对于蒸汽的流量计量有着非常重要的指导作用。
在物理学上,我们知道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)。
我们日常工作中经常遇到的是水蒸汽的流量计量问题。
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。
如再继续加热,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99.64°C;压力为0.8MPa(8atm)时,其饱和温度为170.42°C。
综上可知,水在一定压力下,加热至沸腾即开始气化,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。
简单点说,饱和蒸汽温度和压力成一一对应关系,知道温度就知道压力,倆者知道其一就可以了。
而过热蒸汽则不存在这种对应关系。
过热蒸汽:
当湿饱和蒸汽中的水全部汽化即成为干饱和蒸汽,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。
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
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。
饱和蒸汽密度表。
过热蒸汽与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)。
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,也就逐渐变为蒸汽,这时蒸汽的温度也就等于饱和温度。
过热蒸汽和饱和蒸汽的性质差异
目前,随着国家能源及环保政策严厉的要求,许多的区域小锅炉已被热电联产、集中供热所取代。
已成为今后工厂用汽和区域供汽的发展方向。
一般加热工艺的用汽设备均要求使用干饱和蒸汽,而供热热网提供的往往是高温的过热蒸汽,那么过热蒸汽和饱和蒸汽有什么不同,是否可以直接用于工程换热呢?论述如下。
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;
2.2.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(卡诺)和Rankine(郎肯)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;可输送性较好管损小、载热量多。
适宜热力驱动通过管道和喷嘴,因而对同样尺寸的汽轮机可以提高它的性能。
二、过热蒸汽不宜直接用于工程换热
虽然过热蒸汽比饱和蒸汽有更高的焓值,但并不适用于工程换热。
如果过热蒸汽直接用于工程换热,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:
0.6MPA175℃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0.6MPA165℃.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,在工程换热应用中,过热蒸汽的过热热焓很小。
不仅如此,过热蒸汽还会在换热面上形成温度梯度,产生热应力,使设备容易损坏。
(对于板换和列管换热器的影响都比较明显);热交换器频繁的内漏和更换与此有很大的关系。
)
在换热过程中过热蒸汽换热系数低,而且是变化的,很难精确计量,这使得换热设备很难选型和控制。
换热器使用过热蒸汽
时换热面更多、设备体积更大。
另外过热蒸汽过高的温度,意味着换热设备要有更高的设计参数,更高的制造费用。
综上所述,过热蒸汽决不适用直接用于工程换热,而必须经过减温(质调节)后再用于工程换热。
三、如何将过热蒸汽转化为饱和蒸汽
在各地的工业开发区和大型化工企业内大都采用热电联产的方式为企业提供蒸汽动力。
即利用热电联产的发电过程中部分已做过工的过热蒸汽作为下游各种工艺工程和蒸汽使用设备的供应蒸汽。
因此热电厂提供给开发区热网的是压力和温度较高的过热蒸汽,而一般工厂的工艺工程和用汽设备,如各种换热器,蒸煮浓缩等加热装置,以及空调制冷等大部分均要求使用饱和蒸汽,这就要求应用减温器以实现过热蒸汽到饱和蒸汽的转换。
1、减温装置的工作原理
当热电厂供应的高温高压过热蒸汽输送到各用气点后,必须先进入减温置,将过热蒸汽的压力和温度降至接近所要求的饱和状态(一般接近饱和温度3-5℃)后再送到工程换热设备使用。
有两种最基本的减温器类型
1.1非接触式(表面式减温装置)
冷却蒸汽的介质不和被冷却的过热蒸汽直接接触。
较冷的液体、气体、和蒸汽均可以用作冷却介质。
周围空气也可用作冷却介质。
这种类型的减温器如同管壳式换热器。
过热蒸汽进入换热器的一侧,冷却介质进入换热器的另一侧。
当过热蒸汽经过换热器,热量从过热蒸汽传递
给冷却介质。
采集换热器出口蒸汽的温度进行控制,可以调节:进口过热蒸汽的流
量或者冷却介质的流量。
1.2直接接触式(混合式或水浴式减温装置)
用来冷却蒸汽的介质(通常为水)直接和过热蒸汽混合,如下图的文丘利型减温器和直接喷射性减温减压系统。
过热蒸汽首先减压后进入减温器,冷却水直接与过热蒸汽混合,吸收过热蒸汽的热量并蒸发成蒸汽,而过热蒸汽则被冷却。
一定量的
冷却水通过减温器内部的雾化和混合装置被加入。
加入冷却水量的控制是通过减温器下游的蒸汽温度来实现的,减温器的出口设定温度通常高于饱和温度3℃.通常冷却水能完全蒸发,所以能产生干燥的蒸汽,这样可以避免下游管道和设备的损坏及冲蚀。
所有的直接接触式减温器都必须将打入的水打碎成小水滴,以增加水的表面积/体积比。
水的表面积/体积比越大,水滴的蒸发速度越快,蒸汽降温越快。
产生小水滴的过程通常称为“雾化”。
喷入减温水的雾化质量的好坏,将直接影响减温系统的控制性能。
不同类型的减温器采用不同的减温水雾化方法。
用于冷却的水源通常选择:锅炉补给水,脱矿水,去离子水,凝结水。
城市用自来水或工程用水也可能使用,但取决于给水的硬度,水垢可能会积聚在减温器冷却水喷口内部或减温器下游管道的内壁
表面。
通常冷却水的温度越高越好。
这是因为热水滴比冷水滴吸收较少的热量达到蒸发温度,因此蒸发快,从而产生更加高效的减温效果。
使用热水也减少水滴跌落到管道内壁的量,因此应该对给水管道进行保温。
以下是典型的减温站示意图:
具体行业应用:
方便面工程工艺要求使用用干饱和蒸汽。
干饱和蒸汽与过热蒸汽相比有以下优点:
1.可以避免因产生的温度梯度对换热设备和承压管道造成的冲
蚀和损坏;同时减少水锤现象;过热蒸汽冷凝效果差。
2.可以提高面带的蒸煮效果达到理想的糊化度,从而提高面条的
复水性、筋力和爽滑性;
3.还可以降低面饼的脂肪含量,降低生产成本。
徐州金方热力节能设备有限公司
席云波
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