張 當(dāng)液體在有限的密閉空間中蒸發(fā)時,液體分子通過液面進(jìn)入上面進(jìn)入上面空間,成為蒸汽分子。由于蒸汽分子處于紊亂的熱運動之中,它們相互碰撞,并和容器壁以及液面發(fā)生碰撞,在和液面碰撞時,有的分子則被液體分子所吸引,而重新返回液體中成為液體分子。開始蒸發(fā)時,進(jìn)入空間的分子數(shù)目多于返回液體中分子的數(shù)目,隨著蒸發(fā)的繼續(xù)進(jìn)行,空間蒸汽分子的密度不斷增大,因而返回液體中的分子數(shù)目也增多。當(dāng)單位時間內(nèi)進(jìn)入空間的分子數(shù)目與返回液體中的分子數(shù)目相等時,則蒸發(fā)與凝結(jié)處于動平衡狀態(tài),這時雖然蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進(jìn)行,但空間中蒸汽分子的密度不再增大,此時的狀態(tài)稱為飽和狀態(tài)。在飽和狀態(tài)下的液體稱為飽和液體,其對應(yīng)的蒸汽是飽和蒸汽,但初只是濕飽和蒸汽,待蒸汽中的液態(tài)水*蒸發(fā)后才是干飽和蒸汽。蒸汽從不飽和到濕飽和再到干飽和的過程溫度是不增加的,干飽和之后繼續(xù)加熱則溫度會上升,成為過熱蒸汽。
特點
飽和蒸汽具有如下特點:
飽和蒸汽壓力與溫度對照表
(1)飽和蒸汽的溫度與壓力之間一一對應(yīng),二者之間只有一個獨立變量。理想的飽和蒸汽狀態(tài),指的是溫度、壓力及蒸汽密度三者存在一一對應(yīng)的關(guān)系,知道其中一個,其他二個值就是定數(shù)。存在這種關(guān)系的蒸汽就是飽和蒸汽,否這都可以視為過熱蒸汽進(jìn)行計量,如圖為飽和蒸汽壓力與溫度對照表;
(2)飽和蒸汽容易凝結(jié),在傳輸過程中如有熱量損失,蒸汽中便有液滴或液霧形成,并導(dǎo)致溫度與壓力的降低。含有液滴或液霧的蒸汽稱為濕蒸汽。嚴(yán)格來說,飽和蒸汽或多或少都含有液滴或液霧的雙相流體,所以,不同狀態(tài)下不能用同一氣體狀態(tài)方程式來描述。飽和蒸汽中液滴或液霧的含量反映了蒸汽的質(zhì)量,一般用干度這一參數(shù)來表示。蒸汽的干度是指單位體積飽和蒸汽中干蒸汽所占的百分?jǐn)?shù),以“x”表示;
(3)準(zhǔn)確計量飽和蒸汽流量比較困難,因為飽和蒸汽的干度難以保證,一般流量計都不能準(zhǔn)確檢測雙相流體的流量,蒸汽壓力波動將引起蒸汽密度的變化,流量計示值產(chǎn)生附加誤差。所以在蒸汽計量中,必須設(shè)法保持測量點處蒸汽的干度以滿足要求,必要時還應(yīng)采取補償措施,實現(xiàn)準(zhǔn)確的測量。 [2]
蒸汽流量的測量
使用流量儀表測量蒸汽流量,其測量介質(zhì)為單相的飽和蒸汽。
飽和蒸汽流量計
用于檢測氣體流量的流量計種類很多,以速度式和容積流量計應(yīng)用較普遍,它們的共同特點是只能連續(xù)測定工況下的體積流量,而體積流量又是狀態(tài)的函數(shù),工作狀態(tài)下的體積流量不能確切的表示實際流量,工程上一般都以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量或質(zhì)量流量表示。所謂標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積是0℃、1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的氣體體積或20℃、1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的體積。以質(zhì)量流量為計量單位的情況應(yīng)用不多。采用刻度氣體流量計時,選定氣體正常溫度、壓力為設(shè)計條件,將設(shè)計狀態(tài)下的體積流量折算為標(biāo)準(zhǔn)體積流量或質(zhì)量流量,其折算系數(shù)中含有氣體密度的因素,當(dāng)氣體介質(zhì)的工作狀態(tài)偏離設(shè)計狀態(tài),流量示值將產(chǎn)生誤差。此外氣體介質(zhì)的組成、含量或溫度的變化,對流量測量也產(chǎn)生影響,所以蒸汽流量的測量更需要采取補償措施,并且因蒸汽的狀態(tài)變化補償因素也比較復(fù)雜。
無論采用何種流量計檢測飽和蒸汽的流量,在蒸汽壓力波動的條件下工作,必須采取壓力補償措施,這是因為在流量方程中,都含有蒸汽密度的因素,工作條件與設(shè)計條件不*時,讀數(shù)會產(chǎn)生誤差,誤差的大小和工作壓力與設(shè)計壓力偏差的大小有關(guān),P實>P設(shè)將出現(xiàn)負(fù)誤差,否則將出現(xiàn)正誤差,可采取以下三項措施:
(1)輸送蒸汽的管路必須有良好的保溫措施防止熱量損失;
(2)在蒸汽管路上要逐段疏水,在管道的低處及儀表前的管道上應(yīng)設(shè)置疏水器,及時排出冷凝水;
(3)鍋爐操作中應(yīng)避免出現(xiàn)汽包液位過高現(xiàn)象,盡量減少負(fù)荷出現(xiàn)大的波動。 [2]
技術(shù)參數(shù)
飽和蒸汽溫度和壓力成一一對應(yīng)關(guān)系,知道溫度就知道壓力,倆者知道其一就可以了。
查飽和蒸汽的焓值,需要通過熵焓表。但飽和蒸汽溫度和壓力是對應(yīng)關(guān)系,因此只需監(jiān)測兩者之中任一個數(shù)據(jù),然后根據(jù)熵焓表查出對應(yīng)的焓值,乘以蒸汽量,就能計算飽和蒸汽的熱量。而過熱蒸汽的溫度和壓力關(guān)系不對應(yīng),要計算過熱蒸汽的熱量必需監(jiān)測過熱蒸汽的溫度和壓力兩個數(shù)據(jù),根據(jù)這兩個數(shù)據(jù)才能查出對應(yīng)焓值。