什么是飽和水蒸氣 什么是過熱水蒸氣

2024年2月16日發(fā)(作者：小羊過橋)

什么是飽和水蒸氣 什么是過熱水蒸氣

水加熱至沸騰產生的水蒸氣，叫飽和水蒸氣。此時水蒸氣的溫度等于飽和溫度。不含飽和水滴的飽和水蒸氣叫干飽和水蒸氣;含有飽和水滴的水蒸氣，叫濕飽和水蒸氣。溫度低于飽和溫度的水蒸氣，稱為過冷水蒸氣。過冷水蒸氣是不穩(wěn)定的，稍有擾動就會將部分過冷水蒸氣冷凝成飽和水，并釋放出熱量將溫度提高到飽和溫度，使過冷水蒸氣變成濕飽和水蒸氣。

繼續(xù)加熱干飽和水蒸氣，其溫度將升高并超過飽和溫度。這種超過飽和溫度的水蒸氣，稱為過熱水蒸氣。

高出飽和溫度的溫度數，稱為過熱度。例如:鍋爐出口水蒸氣的絕對壓力為9.81兆帕，溫度為5409℃。則過熱度為540一309.53 = 230.47℃(絕對壓力為9.81兆帕下的飽和溫度為309.53℃)。

飽和蒸汽加熱的優(yōu)缺點

飽和蒸汽具有很多優(yōu)點，特別是在100℃ （212 ℉）及以上的溫度下，這使得它成為了出色的熱源，其中的一些優(yōu)點如下：

特點

利用潛熱快速，均勻的加熱

控制壓力就可以控制溫度

傳熱系數高

原料是水

優(yōu)點

提高產品質量和生產效率

可以迅速的確定和控制溫度

要求傳熱面積相對較小，能夠有效的減少初期的設備投入。

安全清潔且低成本

使用飽和蒸汽加熱產品必須牢記以下幾點：

1.如果在加熱過程中如果不使用干飽和蒸汽可能會造成產品加熱效率降低，和常識相反的是，鍋爐所產生的蒸汽往往都不是干蒸汽，而是包含著一些沒有完全蒸發(fā)的水分子的濕蒸汽。

2.熱輻射的熱量損失使得一些蒸汽凝結，因此濕蒸汽會更加潮濕，并且形成冷凝水。因此，必須在管道適當的部位安裝疏水閥從而將冷凝水排出。

3.重的冷凝水會從蒸汽中落下并且被管道底部的疏水閥排出，但是夾帶著小水滴的濕蒸汽還是會降低產品的換熱效率。因此，必須在管道的某些部位安裝汽水分離器。

4.由于蒸汽在管道中的摩擦等會造成壓力的損失，因此也會導致蒸汽溫度的相應損失。

過熱蒸汽

過熱蒸汽有其本身的應用領域，如用在發(fā)電機組的透平，通過噴嘴至電機，推動電機轉動。但是過熱蒸汽很少用于工業(yè)制程的熱量傳遞過程，這是因為過熱蒸汽在冷凝釋放蒸發(fā)焓之前必須先冷卻到飽和溫度，很顯然，與飽和蒸汽的蒸發(fā)焓相比，過熱蒸汽冷卻到飽和溫度釋放的熱量是很小的，從而會降低工藝制程設備的性能。

過熱蒸汽加熱的優(yōu)缺點

為了保證驅動設備不會因為冷凝水受損，因此一般使用過熱蒸汽。

為了提高熱效率和工作能力，例如：在低壓蒸汽下的過熱度達到極大的比容，甚至真空的情況。

供給和排放時都使用過熱蒸汽有個明顯的優(yōu)點就是在蒸汽驅動設備的時候不會產生冷凝水，這樣就能有效的避免由于碳酸侵蝕和腐蝕設備的危險。此外，汽輪機的理論熱效率是和其出口和入口的焓值相關聯(lián)的。因此提高了過熱蒸汽的壓力就等于提高汽輪機入口方向的焓值，從而有效提供了熱效率。[1]

利用過熱蒸汽加熱的缺點：

特點

傳熱系數低

需要較大的傳熱面積

不能夠通過壓力的控制來調控蒸汽溫度

使用顯熱來傳遞熱能

溫度可能非常高

缺點

生產效率低下

過熱蒸汽需要保證較高的運輸速度，不然熱量會從系統(tǒng)中損失從而導致溫度的下降。溫度的下降可能對產品造成不利的影響

需要建設堅固的設備，因此需要較高的初期投入

由于這些原因，在熱交換器中，飽和蒸汽比過熱蒸汽更適合作為熱源。另外一方面來看，它還具另外一個優(yōu)勢，高溫蒸氣可以在無氧環(huán)境下作為一個直接加熱源。過熱蒸汽在食品加工行業(yè)方面，例如烹煮、烘干等的相關應用研究也在進行中。