什么是饱和水蒸气 什么是过热水蒸气

2024年2月16日发(作者：小羊过桥)

什么是饱和水蒸气 什么是过热水蒸气

水加热至沸腾产生的水蒸气，叫饱和水蒸气。此时水蒸气的温度等于饱和温度。不含饱和水滴的饱和水蒸气叫干饱和水蒸气;含有饱和水滴的水蒸气，叫湿饱和水蒸气。温度低于饱和温度的水蒸气，称为过冷水蒸气。过冷水蒸气是不稳定的，稍有扰动就会将部分过冷水蒸气冷凝成饱和水，并释放出热量将温度提高到饱和温度，使过冷水蒸气变成湿饱和水蒸气。

继续加热干饱和水蒸气，其温度将升高并超过饱和温度。这种超过饱和温度的水蒸气，称为过热水蒸气。

高出饱和温度的温度数，称为过热度。例如:锅炉出口水蒸气的绝对压力为9.81兆帕，温度为5409℃。则过热度为540一309.53 = 230.47℃(绝对压力为9.81兆帕下的饱和温度为309.53℃)。

饱和蒸汽加热的优缺点

饱和蒸汽具有很多优点，特别是在100℃ （212 ℉）及以上的温度下，这使得它成为了出色的热源，其中的一些优点如下：

特点

利用潜热快速，均匀的加热

控制压力就可以控制温度

传热系数高

原料是水

优点

提高产品质量和生产效率

可以迅速的确定和控制温度

要求传热面积相对较小，能够有效的减少初期的设备投入。

安全清洁且低成本

使用饱和蒸汽加热产品必须牢记以下几点：

1.如果在加热过程中如果不使用干饱和蒸汽可能会造成产品加热效率降低，和常识相反的是，锅炉所产生的蒸汽往往都不是干蒸汽，而是包含着一些没有完全蒸发的水分子的湿蒸汽。

2.热辐射的热量损失使得一些蒸汽凝结，因此湿蒸汽会更加潮湿，并且形成冷凝水。因此，必须在管道适当的部位安装疏水阀从而将冷凝水排出。

3.重的冷凝水会从蒸汽中落下并且被管道底部的疏水阀排出，但是夹带着小水滴的湿蒸汽还是会降低产品的换热效率。因此，必须在管道的某些部位安装汽水分离器。

4.由于蒸汽在管道中的摩擦等会造成压力的损失，因此也会导致蒸汽温度的相应损失。

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。

过热蒸汽加热的优缺点

为了保证驱动设备不会因为冷凝水受损，因此一般使用过热蒸汽。

为了提高热效率和工作能力，例如：在低压蒸汽下的过热度达到极大的比容，甚至真空的情况。

供给和排放时都使用过热蒸汽有个明显的优点就是在蒸汽驱动设备的时候不会产生冷凝水，这样就能有效的避免由于碳酸侵蚀和腐蚀设备的危险。此外，汽轮机的理论热效率是和其出口和入口的焓值相关联的。因此提高了过热蒸汽的压力就等于提高汽轮机入口方向的焓值，从而有效提供了热效率。[1]

利用过热蒸汽加热的缺点：

特点

传热系数低

需要较大的传热面积

不能够通过压力的控制来调控蒸汽温度

使用显热来传递热能

温度可能非常高

缺点

生产效率低下

过热蒸汽需要保证较高的运输速度，不然热量会从系统中损失从而导致温度的下降。温度的下降可能对产品造成不利的影响

需要建设坚固的设备，因此需要较高的初期投入

由于这些原因，在热交换器中，饱和蒸汽比过热蒸汽更适合作为热源。另外一方面来看，它还具另外一个优势，高温蒸气可以在无氧环境下作为一个直接加热源。过热蒸汽在食品加工行业方面，例如烹煮、烘干等的相关应用研究也在进行中。