式中:
Q = 热量 (kJ)；m = 物质的质量 (kg)；
c p = 物质的比热 (kJ /(kg·℃))；∆T = 物质的上升温度 (℃)。
估计蒸汽耗量的方法
蒸汽系统的优化设计很大程度上取决于是否能精确估计蒸汽的用量。这样才可以计算蒸汽的管道口径和各种附件的口径如控制阀、疏水阀等，以达到最佳的效果。确定工厂的蒸汽负荷可以有不同的方法：
计算 - 使用传热公式可以分析设备的热输出，可以估计蒸汽的耗量。虽然传热的计算不是非常精确（同时可能有很多未知的变量），但可以使用从相类似应用得出的经验数据。使用这种方法得到的数据对大多数应用来说的精度已经足够。
计量 - 蒸汽的耗量可以使用流量测试设备直接测量。这对于现有的设备可以得到足够精确的数据。但对于尚处于设计阶段或没投入使用的的设备来说，这种方法意义不大。
额定热功率 - 额定热功率（或设计额定值）通常标志在工厂各个设备的铭牌上，该数据由设备制造商提供。这些额定值通常以kW表示的热量输出，以kg/h表示的蒸汽耗量取决于使用的蒸汽压力。
任何参数的变化都会改变预期的热量输出，这意味着额定热功率或设计额定值和连接设备的负荷（蒸汽耗量）将不会相同。制造商标出的额定值是一种理想能力的表示，没必要和连接设备的负荷相等同。
计算
在大多数情况，蒸汽中的热量用来做两件事：使产品温度改变，也就是说提供“加热”部分。
来维持产品的温度（由于自然的热量损失或设计的热量损失），也就是说提供“热量损失”部分。 在任何加热制程中，由于产品温度的上升，“加热”部分将减少，并且加热盘管和产品之间的温差减小。但是，因为产品温度的上升热量损失部分将会增加，更多的热量将从容器或管道损失到环境中。任何时候需要的总热量是两部分之和。
计算加热物质所需热量的公式（公式2.1.4）可以适用于绝大多数的传热制程。
此公式的原始形式可以用来计算整个制程需要的总热量。但是，这种形式没有考虑传热率。为了确定传热量，将各种形式的换热应用分成两大类：
没有流动的应用 - 被加热的产品质量恒定、在一定的容器内单批加热。
流动形式的应用 - 被加热的流体连续地通过换热表面 。
没用流动的应用
在没有流动的应用中，被加热流体在一定的容器内单批加热。容器内的蒸汽盘管或环绕容器的蒸汽夹
套构成加热面。这种典型的应用实例如图2.6.1所示的热水储存式换热器或大型的储油罐 - 黏性的油在泵
送前必须加热降低黏度。有些制程是用来加热固体，典型的实例如轮胎压机、洗衣房烫机、硫化机和高压灭菌器。在有些非流动的应用中加热时间不重要且可以忽略，但对有些应用例如水箱和硫化机，加热时间
不仅很重要而且对制程非常关键。
w w w
.b z
.c o
m
图2.6.1 热水储存式换热器-没有流动的应用
蒸汽
热水储存式换热器
式中:
Q = 平均换热功率 (kW (kJ /s))；m = 流体质量 (kg)；
c p = 产品的比热 (kJ /(kg·℃))；∆T = 流体的温度上升 (℃)；t = 加热制程的时间 (s)。
例 2.6.1
计算非流动型应用的平均换热功率
将一定质量的油在10min（600s）内从温度35℃加热到120℃。油的体积为35L，在该温度范围内比重为0.9，比热为1.9 kJ/(kg·℃)。
确定所需的换热功率：
在标准温度和压力 (STP)下水的密度为1 000 kg/m 3。考虑两个非流动加热制程，它们需要的加热量是相同的，但加热时间不同。虽然总的换热量相同，但
换热功率不同。对于这种应用平均换热功率可以用公式2.6.1表示：
油的密度ρo = 0.9×1000
ρo = 900 kg/m 3
因1000L = 1 m 3，ρo = 900 kg/m 3
因此油的质量 = 0.9×35 = 31.5 kg
Q =
31.5kg×1.9kJ/(kg·℃)×(120-35)℃ 600s
Q = 8.48 kJ/s(8.48kW)
w w w
.b z
f .
式中：
Q = 热量 (kJ)；m s = 蒸汽质量 (kg)；
h fg = 蒸汽的蒸发比焓 (kJ/kg)。
因此，蒸汽的消耗率可以由公式2.6.3确定结合换热功率，反之也然：
公式2.6.1可以应用于被加热介质是固体、液体或者气体的使用场合，但没有考虑相变产生的热量。对于给定质量的蒸汽所提供的热量可以用公式2.6.2表示：
在这里如故假定热量传递的效率为100%，那么蒸汽提供的热量必须和被加热介质需要的热量相等。这
样可以产生一个热量平衡公式：
一次侧 = Q = 二次侧
例 2.6.2
一个油箱中装有400 kg的煤油，在20min内从10℃加热到40℃，使用4 bar g 的蒸汽。在该温度范围
内煤油的比热为2.0 kJ/(kg·℃)， 4.0 bar g下饱和蒸汽的蒸发比焓为 2108.1 kJ/kg。油箱保温良好，热量损失可以忽略不计。
确定蒸汽流率： Q =
400 kg×2.0 kJ/(kg·℃)×(40-10)℃
1200s
Q = 20kJ/s 因此： m s =
20 kJ/s
2108.1 kJ/kg m s = 0.0095 kg/s
m s = 34.2 kg/h
在有些非流动型应用中，单批制程的加热时间不关键，可以接受更长的加热时间，这样可以减少蒸汽的瞬时耗量并减小所需设备的尺寸。
式中：Q
= 平均换热功率 (kW或kJ /s)；m s = 平均蒸汽消耗率 (kg /s)；h fg = 蒸汽的蒸发比焓 (kJ/kg)。式中：
m s = 平均蒸汽耗量 (kg /s)；h fg = 蒸汽蒸发比焓 (kJ/kg)；Q
= 平均换热功率 (kW (kJ/s))；
m = 二次侧流体质量 (kg) ；c p = 二次侧流体比热 (kJ/(kg·℃))；∆T = 二次侧温升 (℃)；
t = 加热制程时间 (s)。w w w
.b z
f w
.c
