如何读懂蒸汽表
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。
小贴士
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
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
*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)