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(rè)焓值越低(dī)？

一(yī)、    首先(xiān)，了解(jiě)幾(jǐ)个(gè)概念

h_f = 液體(tǐ)焓 (顯热(rè))(kJ/kg)，也就(jiù)是(shì)我(wǒ)们(men)平常说的h′---我(wǒ)们(men)不(bù)能(néng)利用(yòng)的热(rè)量(liàng)；

h_g = 飽和(hé)蒸汽的總(zǒng)焓 (總(zǒng)热(rè)量(liàng))(kJ/kg)，也就(jiù)是(shì)我(wǒ)们(men)平常说的h″；

h_fg = 蒸發(fà)焓 (潛热(rè))(kJ/kg)-我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)利用(yòng)的热(rè)量(liàng)，也就(jiù)是(shì)我(wǒ)们(men)平常说的h″-h′。

h_fg = h_g - h_f= h″- h′

这幾(jǐ)个(gè)參數非(fēi)常重(zhòng)要(yào)，以(yǐ)後(hòu)各(gè)種(zhǒng)热(rè)能(néng)工程的計(jì)算，閥門(mén)管(guǎn)道(dào)和(hé)設備選型，都需要(yào)查蒸汽表(biǎo)（蒸汽的物(wù)理(lǐ)性(xìng)質(zhì)）中(zhōng)的这个(gè)數據(jù)。

二(èr)、我(wǒ)们(men)知道(dào)，飽和(hé)蒸汽每一(yī)个(gè)狀态点的的热(rè)力學(xué)特(tè)性(xìng)參數是(shì)固定(dìng)的，这也就(jiù)是(shì)我(wǒ)们(men)为(wèi)什(shén)麼(me)要(yào)使用(yòng)飽和(hé)蒸汽的原因(yīn)。对(duì)上(shàng)面(miàn)幾(jǐ)个(gè)概念的理(lǐ)解(jiě)：

1、h_f = 液體(tǐ)焓 (顯热(rè))：水(shuǐ)在(zài)液态下，把它(tā)的温(wēn)度(dù)從0℃提高(gāo)到(dào)可(kě)以(yǐ)汽化(huà)的温(wēn)度(dù)，这个(gè)階(jiē)段(duàn)吸收(shōu)的热(rè)量(liàng)称为(wèi)水(shuǐ)的液體(tǐ)焓或(huò)顯热(rè)。

我(wǒ)们(men)把0℃的水(shuǐ)的焓定(dìng)義为(wèi)零(líng)，于(yú)是(shì)其(qí)它(tā)狀态的焓就(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(0 bar g)，水(shuǐ)在(zài)100℃时(shí)沸騰，把1kg水(shuǐ)從0℃加热(rè)到(dào)100℃需要(yào)吸收(shōu)419 kJ热(rè)量(liàng)。由(yóu)此(cǐ)可(kě)以(yǐ)推導出(chū)水(shuǐ)的比热(rè)容Cp是(shì)4.19 kJ/(kg·℃)。

2、蒸發(fà)焓或(huò)潛热(rè)(hfg)，也可(kě)称之(zhī)为(wèi)潛热(rè)：

这指的是(shì)在(zài)沸騰温(wēn)度(dù)下水(shuǐ)變(biàn)成(chéng)蒸汽所(suǒ)需要(yào)吸收(shōu)的热(rè)量(liàng)，期(qī)間(jiān)，水(shuǐ)和(hé)蒸汽的混合物(wù)温(wēn)度(dù)不(bù)上(shàng)升(shēng)，所(suǒ)有(yǒu)的能(néng)量(liàng)都用(yòng)来(lái)把水(shuǐ)由(yóu)液态變(biàn)为(wèi)气(qì)态，即飽和(hé)蒸汽。

正(zhèng)如(rú)從冰到(dào)水(shuǐ)的相變(biàn)过程，蒸發(fà)的过程也是(shì)可(kě)逆的。當蒸汽遇到(dào)較低(dī)温(wēn)度(dù)的表(biǎo)面(miàn)时(shí)，蒸汽冷(lěng)凝会放(fàng)出(chū)同(tóng)樣(yàng)多(duō)的热(rè)量(liàng)。當蒸汽作(zuò)为(wèi)加热(rè)用(yòng)途时(shí)，通(tòng)常就(jiù)是(shì)利用(yòng)这部(bù)分(fēn)热(rè)量(liàng)，也就(jiù)是(shì)從蒸汽冷(lěng)凝成(chéng)凝結水(shuǐ)所(suǒ)釋放(fàng)的热(rè)量(liàng)。 

3、h_g = 飽和(hé)蒸汽的總(zǒng)焓 (總(zǒng)热(rè)量(liàng))

这是(shì)指飽和(hé)蒸汽的總(zǒng)能(néng)量(liàng)，它(tā)是(shì)水(shuǐ)的焓值和(hé)蒸發(fà)焓的總(zǒng)和(hé)。

三(sān)、 壓力與(yǔ)焓值的關(guān)系(xì)

1、在(zài)大(dà)气(qì)壓力下水(shuǐ)的飽和(hé)温(wēn)度(dù)是(shì)100℃，但是(shì)，如(rú)果(guǒ)壓力下降，比如(rú)说在(zài)西(xī)藏，則飽和(hé)温(wēn)度(dù)会降低(dī)，其(qí)液體(tǐ)焓就(jiù)低(dī)，水(shuǐ)在(zài)80℃左右(yòu)就(jiù)可(kě)以(yǐ)燒開(kāi)了；如(rú)果(guǒ)壓力上(shàng)升(shēng)，将会吸收(shōu)更(gèng)多(duō)的热(rè)量(liàng)，飽和(hé)温(wēn)度(dù)也将上(shàng)升(shēng)，但是(shì)並(bìng)不(bù)發(fà)生(shēng)相變(biàn)。因(yīn)此(cǐ)，增加壓力有(yǒu)效增加了水(shuǐ)的焓值和(hé)飽和(hé)温(wēn)度(dù)。

2、随着蒸汽壓力升(shēng)高(gāo)，蒸汽的密度(dù)同(tóng)樣(yàng)也增大(dà)。由(yóu)于(yú)比容是(shì)密度(dù)的倒數，則比容随着壓力升(shēng)高(gāo)而(ér)降低(dī)。

低(dī)壓下比容随壓力變(biàn)化(huà)非(fēi)常大(dà)，而(ér)壓力較高(gāo)时(shí)比容變(biàn)化(huà)比較小，所(suǒ)以(yǐ)壓力越高(gāo)时(shí)，飽和(hé)蒸汽的總(zǒng)热(rè)量(liàng)h_g肯定(dìng)要(yào)增加，但其(qí)增加的比例就(jiù)越少(shǎo)。從附表(biǎo)二(èr)中(zhōng)可(kě)看(kàn)出(chū)，壓力越高(gāo)时(shí)，水(shuǐ)的焓值h_f增加得相对(duì)較多(duō)，而(ér)这部(bù)分(fēn)热(rè)量(liàng)是(shì)不(bù)能(néng)使用(yòng)的，因(yīn)此(cǐ)可(kě)以(yǐ)使用(yòng)的實(shí)際蒸發(fà)焓h_fg就(jiù)相对(duì)要(yào)比低(dī)壓时(shí)少(shǎo)。 

3、这從下面(miàn)2个(gè)图(tú)中(zhōng)也可(kě)以(yǐ)看(kàn)出(chū)，當壓力越高(gāo)时(shí)，飽和(hé)水(shuǐ)由(yóu)液态汽化(huà)为(wèi)气(qì)态的蒸發(fà)过程（图(tú)中(zhōng)的水(shuǐ)平线）是(shì)縮短(duǎn)的，这一(yī)段(duàn)也就(jiù)是(shì)我(wǒ)们(men)说的蒸發(fà)焓h_fg，（即热(rè)焓值）。

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

1、蒸汽的壓力增加,比容会減少(shǎo),密度(dù)会增加。所(suǒ)以(yǐ)蒸汽輸送的原則是(shì)高(gāo)壓輸送，而(ér)此(cǐ)时(shí)管(guǎn)徑会比較小。

2、因(yīn)为(wèi)壓力越低(dī)，飽和(hé)蒸汽的热(rè)焓值越高(gāo)，而(ér)且(qiě)所(suǒ)有(yǒu)管(guǎn)道(dào)及(jí)換热(rè)設備等的制造成(chéng)本(běn)也相对(duì)低(dī)很多(duō)，因(yīn)此(cǐ)使用(yòng)蒸汽时(shí)，在(zài)保證工藝要(yào)求的前(qián)提下，盡量(liàng)使用(yòng)較为(wèi)低(dī)壓的蒸汽。

附图(tú)一(yī)：

附图(tú)二(èr)：

附表(biǎo)三(sān)：