环境保护部部署今冬明春大气污染防治 做好七项工作减轻重污染影响
64加强大气污染防治、改善空气质量,是民生之本、转型之需、发展之要。 日前,环境保护部办公厅印发《关于扎实做好今冬明春大气污染防治工作的通知》,要求不断改善环境空气质量,切实保障人民群众身...
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过热蒸汽与饱和蒸汽的区别在于它们的热力学状态。饱和蒸汽是指在一定压力下,液体与气体同时存在于一个平衡状态。在这种状态下,液体会不断蒸发,而气体则会不断凝结,直到两者达到一个动态平衡。此时,蒸汽的温度和压力是固定的,称为饱和温度和饱和压力。平衡初期的蒸汽是湿饱和蒸汽,继续加热至饱和水中的水分完全蒸发后会形成干饱和蒸汽,蒸汽从湿饱和到干饱和的过程中温度是不增加的(即湿饱和到干饱和过程中温度保持不变),干饱和蒸汽在定压条件下继续加热则温度会上升,成为过热蒸气,过热蒸气中绝不含液滴或液雾,属于实际气体。
通俗的讲:
1、水在一定压力下,加热至沸腾,水就开始气化,也就逐渐变为蒸汽,这时蒸汽的温度也就等于饱和温度。这种状态的蒸汽就称为饱和蒸汽。
一定的压力下的水对应一个饱和温度。这个温度与其所受压力大小有关,压力愈大,则饱和温度也就越高;反之,压力小,则饱和温度也低。例如压力为0.10MPa(1atm)时,其饱和温度为99.09°C;压力为4.05MPa(40atm)时,其饱和温度为249.18°C;压力10.13MPa(100atm)时,其饱和温度为309.53°C。
2、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。在这种状态下,蒸汽的温度和压力不再是固定的,而是随着热量的增加而增加。过热蒸汽具有更高的热能和热容量。
3、过热蒸汽与饱和蒸汽的热量对比
从上表1可以看出,在大气压下,即压力1.013 bar a(0 bar g) 、温度300℃的过热蒸汽,其蒸汽焓hg = 3278 kJ /kg (过热蒸汽表)
从上表2可以看出,在大气压下,即压力1.013 bar a(0 bar g) 、温度100℃的饱和蒸汽,其蒸汽焓hg = 2676 kJ /kg (饱和蒸汽表)
两者过热部分的焓 = 3278 – 2676=602kJ /kg
这样看起来好像过热蒸汽比饱和蒸汽可利用的能量多了,但是实际上,利用过热蒸汽来加热,效率非常低。这是因为过热蒸汽必须先冷却到饱和温度才能释放出蒸发焓,从过热蒸汽冷却到饱和温度所放出的热量与蒸发焓相比来说很小。如果蒸汽过热度很小,这很小的一部分热量比较容易释放出来,但是过热度很大的时候,冷却的时间相对要长很多,而且,在这段时间内仅能放出很少一部分热量。在实际的换热设备中,使用过热蒸汽会在换热设备内形成干墙,干墙区会很快结垢,造成管壁超温导致管子失效。因此,尽管相同压力下的过热蒸汽的温度是高于饱和蒸汽的,但它的加热能力要远低于饱和蒸汽。
所以在实际生产中,电厂生产出来的高温高压的过热蒸汽,都需要先通过减温减压站系统,
把过热蒸汽变成饱和蒸汽以后,再输送给各用户使用,过热蒸汽只有在冷却到饱和状态时,才能释放出最有用的潜热。使用过热蒸汽对材质的要求更高;使用过热蒸汽时需要的换热面积大,因为加热主要用的是蒸汽的冷凝潜热,需要很大的换热面积来将过热蒸汽冷却为饱和蒸汽,这部分面积就浪费了。根据实际经验,如果过热度每增加2℃,则换热器需要增加1%的换热面积。一般不推荐使用过热度超过10℃的过热蒸汽,主要是因为换热面积不成比例以及经济性差,而且易造成设备结垢损坏设备。
综上所述:
过热蒸汽与饱和蒸汽的区别在于温度、热量、压强、能量传递方式和应用场景等方面。
1.温度不同:过热蒸汽的温度高于饱和蒸汽的温度,即过热蒸汽的温度高于其饱和温度。例如,水在100℃时达到饱和蒸汽,而在100℃以上,水变为过热蒸汽。
2. 热量不同:过热蒸汽比饱和蒸汽具有更多的热量,即过热蒸汽的比焓值高于饱和蒸汽的比焓值。例如,1kg的饱和蒸汽和1kg的过热蒸汽,尽管它们的温度相同,但过热蒸汽具有更多的热量。
3. 压强不同:在相同温度下,过热蒸汽的压强高于饱和蒸汽的压强。例如,水在100℃时的饱和蒸汽压强为1个大气压,而水的过热蒸汽压强则高于1个大气压。
4. 能量传递方式不同:过热蒸汽传递热量的方式是通过对物体的直接加热,而饱和蒸汽传递热量的方式是通过热量的相变,即水蒸气的液化过程来完成。例如,在汽轮机中,过热蒸汽直接加热涡轮发电机,而饱和蒸汽相变热传递热量。
5. 应用场景不同:由于过热蒸汽具有更高的温度和压力,适用于一些需要高温高压的应用场景,如汽轮机、高压锅炉等;而饱和蒸汽适用于一些相对较低温度、较低压力的应用场景,如加热、干燥、蒸煮等。
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