当开车到一个新的地区,您会需要一张地图(或GPS导航系统)。当乘坐飞机,您会需要一张飞机起落时刻表。而如果从事蒸汽领域内的工作,您则需要一张蒸汽表。本文将会向您详细介绍如何使用蒸汽表,并告诉您不同蒸汽表之间的区别。
饱和蒸汽表
任何蒸汽工程师都离不开饱和蒸汽表。我们可以使用它查询蒸汽压力对应的温度,反之亦然。除了温度与压力的对应关系,我们还可以得到该状态下的热焓(h)和比容(v)等数值。
饱和蒸汽表中的数值都反映了该压力下蒸汽的饱和温度,也就是我们常说的沸点。在这个温度下,水(液态)和蒸汽(液态)是相互混合和共存的。由于在饱和温度下,H2O可以是液态,也可以是气态,因此就出现了两个数值:饱和水(液态)数值,脚标“f”,和饱和蒸汽(气态)数值,脚标“g”。
饱和蒸汽表例
其中:
- P = 蒸汽/水压力
- T = 蒸汽/水饱和温度(沸点)
- Vf = 饱和水比容(液态)
- Vg = 饱和蒸汽比容(气态)
- Hf = 饱和水的热焓(水从0oC(32oF)到沸点所需要的热量)
- Hfg = 蒸发需要的潜热(从饱和水转化到饱和蒸汽所需要的热量)
- Hg = 饱和蒸汽含有的热焓(水从0oC(32oF)完全转化到饱和蒸汽所需要的热量)
资料来源:1999年日本机械学会蒸汽表
加热工艺一般使用蒸汽的潜热(Hfg)来加热产品。在蒸汽表中我们可以看到,低压蒸汽所含的潜热比较大。当饱和蒸汽压力上升,蒸发潜热逐渐变小,直至当压力达到22.06MPa(3200 pSI)时变为0。
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- 饱和蒸汽表(基于压力)
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两种基准类型:压力和温度
由于饱和蒸汽压力和温度之间相互一一对应,因此饱和蒸汽表一般分为两种:基于压力和基于温度。但其实这2个表格所含的数据是一样的,只是排序不同而已。
基于压力的饱和蒸汽表
压力(表压) |
温度 |
比容 |
热焓 |
|||
kPaG |
oC |
m3/kg |
kJ/kg |
|||
P |
T |
Vf |
Vg |
Hf |
Hfg |
Hg |
0 |
99.97 |
0.0010434 |
1.673 |
419.0 |
2257 |
2676 |
20 |
105.10 |
0.0010475 |
1.414 |
440.6 |
2243 |
2684 |
50 |
111.61 |
0.0010529 |
1.150 |
468.2 |
2225 |
2694 |
100 |
120.42 |
0.0010607 |
0.8803 |
505.6 |
2201 |
2707 |
基于温度的饱和蒸汽表
温度 |
压力(表压) |
比容 |
热焓 |
|||
oC |
kPaG |
m3/kg |
kJ/kg |
|||
T |
P |
Vf |
Vg |
Hf |
Hfg |
Hg |
100 |
0.093 |
0.0010435 |
1.672 |
419.1 |
2256 |
2676 |
110 |
42.051 |
0.0010516 |
1.209 |
461.4 |
2230 |
2691 |
120 |
97.340 |
0.0010603 |
0.8913 |
503.8 |
2202 |
2706 |
130 |
168.93 |
0.0010697 |
0.6681 |
546.4 |
2174 |
2720 |
140 |
260.18 |
0.0010798 |
0.5085 |
589.2 |
2144 |
2733 |
150 |
374.78 |
0.0010905 |
0.39250 |
632.3 |
2114 |
2746 |
不同的单位:表压和绝对压力
饱和蒸汽表可以使用两种不同的压力:绝对压力和表压。
- 绝对压力以全真空为零基准
- 表压以大气压力为零基准(101.3kPa,或14.7psi)
使用绝对压力的饱和蒸汽表
压力(绝对) |
温度 |
比容 |
热焓 |
|||
kPa |
oC |
m3/kg |
kJ/kg |
|||
P |
T |
Vf |
Vg |
Hf |
Hfg |
Hg |
0 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
20 |
60.06 |
0.0010103 |
7.648 |
251.4 |
2358 |
2609 |
50 |
81.32 |
0.0010299 |
3.240 |
340.5 |
2305 |
2645 |
100 |
99.61 |
0.0010432 |
1.694 |
417.4 |
2258 |
2675 |
使用表压的饱和蒸汽表
压力(表压) |
温度 |
比容 |
热焓 |
|||
kPaG |
oC |
m3/kg |
kJ/kg |
|||
P |
T |
Vf |
Vg |
Hf |
Hfg |
Hg |
0 |
99.97 |
0.0010434 |
1.673 |
419.0 |
2257 |
2676 |
20 |
105.10 |
0.0010475 |
1.414 |
440.6 |
2243 |
2684 |
50 |
111.61 |
0.0010529 |
1.150 |
468.2 |
2225 |
2694 |
100 |
120.42 |
0.0010607 |
0.8803 |
505.6 |
2201 |
2707 |
为了测量压力时能更方便的选择基准,因此我们创造了表压这个单位。
基于表压的蒸汽表将大气压力设为基准值0,而基于绝对压力的蒸汽表则将其设为101.3kPa(14.7psi) 。为区别表压和绝对压力,我们会在压力单位后增加一个“g”,例如kPaG或psig。
表压和绝对压力间的相互关系
SI单位
蒸气压力[kPa abs]= 蒸气压力[kPaG]+101.3kPa
重要提示: 如果弄错了绝对压力和表压,查询出的数值就会有较大偏差,因此当您在查阅蒸汽表时请特别注意压力单位。
表格摘要
表压:
- 基于大气压力*
- 大气压力=0
绝对压力:
- 基于全真空
- 全真空状态=0
*大气压力为101.3kPa(14.7psi)
过热蒸汽表
饱和蒸汽表中查询不到过热蒸汽的数值,但在实际中,我们又会常常用到过热蒸汽,因此我们同样需要过热蒸汽表。过热蒸汽的温度不像饱和蒸汽那样,和压力一一对应,同压力下的过热蒸汽温度可能多种多样。
实际上,过热蒸汽的压力能对应很多温度,因此不可能将所有的数据都汇集到同一个表中。所以我们在过热蒸汽表中只是列举了一些代表性的压力。
过热蒸汽表例
上表中列举了一些有代表性压力和温度下过热蒸汽的比容(Vg),热焓(Hg)和比热(Sg)
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