蒸汽知識與(yǔ)資源

为(wèi)什(shén)麼(me)蒸汽壓力越高(gāo)，反(fǎn)而(ér)其(qí)热焓值越低(dī)？

一(yī)、    首先(xiān)，了(le)解(jiě)幾(jǐ)个概念

h_f = 液体焓 (顯热)(kJ/kg)，也(yě)就(jiù)是(shì)我(wǒ)们(men)平常说的(de)h′---我(wǒ)们(men)不(bù)能利用(yòng)的(de)热量(liàng)；

h_g = 飽和(hé)蒸汽的(de)總(zǒng)焓 (總(zǒng)热量(liàng))(kJ/kg)，也(yě)就(jiù)是(shì)我(wǒ)们(men)平常说的(de)h″；

h_fg = 蒸發(fà)焓 (潛热)(kJ/kg)-我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)利用(yòng)的(de)热量(liàng)，也(yě)就(jiù)是(shì)我(wǒ)们(men)平常说的(de)h″-h′。

h_fg = h_g - h_f= h″- h′

这(zhè)幾(jǐ)个參數非(fēi)常重(zhòng)要(yào)，以(yǐ)后各(gè)種(zhǒng)热能工程的(de)計(jì)算，閥門(mén)管(guǎn)道(dào)和(hé)設備選型，都需要(yào)查蒸汽表(biǎo)（蒸汽的(de)物(wù)理(lǐ)性(xìng)質(zhì)）中(zhōng)的(de)这(zhè)个數據(jù)。

二(èr)、我(wǒ)们(men)知道(dào)，飽和(hé)蒸汽每一(yī)个狀态點(diǎn)的(de)的(de)热力學(xué)特(tè)性(xìng)參數是(shì)固定(dìng)的(de)，这(zhè)也(yě)就(jiù)是(shì)我(wǒ)们(men)为(wèi)什(shén)麼(me)要(yào)使用(yòng)飽和(hé)蒸汽的(de)原因(yīn)。对(duì)上面(miàn)幾(jǐ)个概念的(de)理(lǐ)解(jiě)：

1、h_f = 液体焓 (顯热)：水(shuǐ)在(zài)液态下(xià)，把(bǎ)它(tā)的(de)温(wēn)度從0℃提(tí)高(gāo)到(dào)可(kě)以(yǐ)汽化(huà)的(de)温(wēn)度，这(zhè)个階(jiē)段(duàn)吸收(shōu)的(de)热量(liàng)称为(wèi)水(shuǐ)的(de)液体焓或(huò)顯热。

我(wǒ)们(men)把(bǎ)0℃的(de)水(shuǐ)的(de)焓定(dìng)義为(wèi)零(líng)，于(yú)是(shì)其(qí)它(tā)狀态的(de)焓就(jiù)可(kě)以(yǐ)根(gēn)據(jù)其(qí)參考狀态得出(chū)。

在(zài)大(dà)气(qì)壓下(xià)(0 bar g)，水(shuǐ)在(zài)100℃时沸騰，把(bǎ)1kg水(shuǐ)從0℃加热到(dào)100℃需要(yào)吸收(shōu)419 kJ热量(liàng)。由(yóu)此(cǐ)可(kě)以(yǐ)推導出(chū)水(shuǐ)的(de)比热容Cp是(shì)4.19 kJ/(kg·℃)。

2、蒸發(fà)焓或(huò)潛热(hfg)，也(yě)可(kě)称之(zhī)为(wèi)潛热：

这(zhè)指的(de)是(shì)在(zài)沸騰温(wēn)度下(xià)水(shuǐ)变成(chéng)蒸汽所(suǒ)需要(yào)吸收(shōu)的(de)热量(liàng)，期(qī)間(jiān)，水(shuǐ)和(hé)蒸汽的(de)混合物(wù)温(wēn)度不(bù)上升，所(suǒ)有(yǒu)的(de)能量(liàng)都用(yòng)来(lái)把(bǎ)水(shuǐ)由(yóu)液态变为(wèi)气(qì)态，即飽和(hé)蒸汽。

正(zhèng)如(rú)從冰到(dào)水(shuǐ)的(de)相变过(guò)程，蒸發(fà)的(de)过(guò)程也(yě)是(shì)可(kě)逆的(de)。當蒸汽遇到(dào)較低(dī)温(wēn)度的(de)表(biǎo)面(miàn)时，蒸汽冷(lěng)凝会(huì)放出(chū)同(tóng)樣(yàng)多(duō)的(de)热量(liàng)。當蒸汽作(zuò)为(wèi)加热用(yòng)途时，通(tòng)常就(jiù)是(shì)利用(yòng)这(zhè)部(bù)分(fēn)热量(liàng)，也(yě)就(jiù)是(shì)從蒸汽冷(lěng)凝成(chéng)凝結水(shuǐ)所(suǒ)釋放的(de)热量(liàng)。 

3、h_g = 飽和(hé)蒸汽的(de)總(zǒng)焓 (總(zǒng)热量(liàng))

这(zhè)是(shì)指飽和(hé)蒸汽的(de)總(zǒng)能量(liàng)，它(tā)是(shì)水(shuǐ)的(de)焓值和(hé)蒸發(fà)焓的(de)總(zǒng)和(hé)。

三(sān)、 壓力與(yǔ)焓值的(de)關(guān)系(xì)

1、在(zài)大(dà)气(qì)壓力下(xià)水(shuǐ)的(de)飽和(hé)温(wēn)度是(shì)100℃，但是(shì)，如(rú)果(guǒ)壓力下(xià)降，比如(rú)说在(zài)西(xī)藏，则飽和(hé)温(wēn)度会(huì)降低(dī)，其(qí)液体焓就(jiù)低(dī)，水(shuǐ)在(zài)80℃左(zuǒ)右(yòu)就(jiù)可(kě)以(yǐ)燒開(kāi)了(le)；如(rú)果(guǒ)壓力上升，将会(huì)吸收(shōu)更(gèng)多(duō)的(de)热量(liàng)，飽和(hé)温(wēn)度也(yě)将上升，但是(shì)並(bìng)不(bù)發(fà)生(shēng)相变。因(yīn)此(cǐ)，增加壓力有(yǒu)效增加了(le)水(shuǐ)的(de)焓值和(hé)飽和(hé)温(wēn)度。

2、随着蒸汽壓力升高(gāo)，蒸汽的(de)密度同(tóng)樣(yàng)也(yě)增大(dà)。由(yóu)于(yú)比容是(shì)密度的(de)倒數，则比容随着壓力升高(gāo)而(ér)降低(dī)。

低(dī)壓下(xià)比容随壓力变化(huà)非(fēi)常大(dà)，而(ér)壓力較高(gāo)时比容变化(huà)比較小，所(suǒ)以(yǐ)壓力越高(gāo)时，飽和(hé)蒸汽的(de)總(zǒng)热量(liàng)h_g肯定(dìng)要(yào)增加，但其(qí)增加的(de)比例就(jiù)越少(shǎo)。從附表(biǎo)二(èr)中(zhōng)可(kě)看(kàn)出(chū)，壓力越高(gāo)时，水(shuǐ)的(de)焓值h_f增加得相对(duì)較多(duō)，而(ér)这(zhè)部(bù)分(fēn)热量(liàng)是(shì)不(bù)能使用(yòng)的(de)，因(yīn)此(cǐ)可(kě)以(yǐ)使用(yòng)的(de)實(shí)際蒸發(fà)焓h_fg就(jiù)相对(duì)要(yào)比低(dī)壓时少(shǎo)。 

3、这(zhè)從下(xià)面(miàn)2个图(tú)中(zhōng)也(yě)可(kě)以(yǐ)看(kàn)出(chū)，當壓力越高(gāo)时，飽和(hé)水(shuǐ)由(yóu)液态汽化(huà)为(wèi)气(qì)态的(de)蒸發(fà)过(guò)程（图(tú)中(zhōng)的(de)水(shuǐ)平線(xiàn)）是(shì)縮短(duǎn)的(de)，这(zhè)一(yī)段(duàn)也(yě)就(jiù)是(shì)我(wǒ)们(men)说的(de)蒸發(fà)焓h_fg，（即热焓值）。

四(sì)、總(zǒng)結：一(yī)般使用(yòng)蒸汽的(de)原则为(wèi)：高(gāo)壓輸送，低(dī)壓使用(yòng)。

1、蒸汽的(de)壓力增加,比容会(huì)減少(shǎo),密度会(huì)增加。所(suǒ)以(yǐ)蒸汽輸送的(de)原则是(shì)高(gāo)壓輸送，而(ér)此(cǐ)时管(guǎn)徑会(huì)比較小。

2、因(yīn)为(wèi)壓力越低(dī)，飽和(hé)蒸汽的(de)热焓值越高(gāo)，而(ér)且(qiě)所(suǒ)有(yǒu)管(guǎn)道(dào)及(jí)換热設備等的(de)制造成(chéng)本也(yě)相对(duì)低(dī)很多(duō)，因(yīn)此(cǐ)使用(yòng)蒸汽时，在(zài)保證工藝要(yào)求的(de)前提(tí)下(xià)，盡量(liàng)使用(yòng)較为(wèi)低(dī)壓的(de)蒸汽。

附图(tú)一(yī)：

附图(tú)二(èr)：

附表(biǎo)三(sān)：