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词条 蒸汽
释义

亦称“水蒸气”。 根据压力和温度对各种蒸汽的分类为:饱和蒸汽,过热蒸汽。蒸汽主要用途有加热/加湿;产生动力;作为驱动等。

蒸汽的分类

根据压力和温度对各种蒸汽的分类为:饱和蒸汽,过热蒸汽。见右图

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)。

过热蒸汽

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。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。

用途

蒸汽的主要用途有:加热/加湿;产生动力;作为驱动。

用于加热/加湿的蒸汽

1,正压蒸汽

正压蒸汽指气压在0.1 - 5 MPa,温度在110-250℃的蒸汽。这是蒸汽在工业中最具代表性的一种用途。被广泛用于热交换器和蒸汽箱等设备中用来加热和加湿。

在多数情况下使用的蒸汽是处于饱和状态的,也就是饱和蒸汽。因为压强和温度的对应关系固定不变,可以用蒸汽的潜热迅速加热。在食品加工行业,过热蒸汽有时候用来烹饪和烘干、脱水。过热蒸汽在常压下被加热到200-800℃后非常易于控制,所以被用于当今的家用蒸汽烤箱市场。

2,负压蒸汽

负压蒸汽指气压小于大气压,温度低于100℃的蒸汽。这种蒸汽的应用近年来得到了迅速的发展。

当负压饱和蒸汽像正压蒸汽那样使用时,可以通过调节气压迅速改变蒸汽的温度,使精确控温成为可能,而热水则做不到这点。然而负压蒸汽设备必须配有真空泵,因为仅仅降低气压是不会使其低于大气压的。

用于动力/驱动的蒸汽

蒸汽还可以用来做功(比如作为动力),用于蒸汽轮机等。一个大多数人都熟悉的例子就是很多年前的蒸汽机车,不过现在把蒸汽作为驱动动力的应用相当少了。然而,把蒸汽用作驱动动力的技术还在继续发展和改进之中。

蒸汽轮机对于火力发电厂来说是不可或缺的设备。为了提高效率,发展了使用高温高压蒸汽的技术。一些火力发电厂在他们的涡轮机中使用25MPa(abs),610℃的超临界压力蒸汽。为了使涡轮设备不受冷凝水的破坏,应避免使用饱和蒸汽,所以大多数情况下使用过热蒸汽。相反,在核电站领域要禁止使用高温蒸汽,因为它可导致涡轮设备的材料出问题,所以常用高压饱和蒸汽。

产生方式

蒸发

蒸发是在液体是在液体表面上进行的汽化现象,它在任何温度下都能发生,蒸发过程中需要吸热。

液体表面积越大,蒸发越快;液体温度越高,蒸发越快;液体表面附近空气流动越快,蒸发越快;

沸腾

随着对水的加热,水的温度不断升高。达到某一温度时,水开始沸腾,此后虽然对水加热,但水温不再升高。水沸腾的温度叫做水的沸点。常压下,水的沸点为100℃。

提高蒸汽品质的途径

提高蒸汽品质途径有两种:

1.降低炉水的含盐量

(1)提高给水品质。

(2)增加排污量。

(3)分段蒸发。

2.降低饱和蒸汽带水和减少蒸汽中的溶盐。

(1)建立良好的汽水分离条件和采用完善的汽水分离装置。

(2)适当控制炉水碱度和采用蒸汽清洗装置。

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更新时间:2025/1/31 11:05:30