饱和蒸汽与过热蒸汽

饱和蒸汽与过热蒸汽

        当液体在有限的密闭空间中蒸发时,液体分子通过液面进入上面空间,成为蒸汽分子。由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中,它们相互碰撞,并和容器壁以及液面发生碰撞,在和液面碰撞时,有的分子则被液体分子所吸引,而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时,进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目,随着蒸发的继续进行,空间蒸汽分子的密度不断增大,因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时,则蒸发与凝结处于动平衡状态,这时虽然蒸发和凝结仍在进行,但空间中蒸汽分子的密度不再增大,此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体,其蒸汽称为干饱和蒸汽(也称饱和蒸汽)。

        水在一定的压力下加热,水的温度随着不断加热而上升,当水温升高到某一温度时,水就开始沸腾,这时候水的温度称为沸腾温度。如在继续加热,水温保持不变,水即开始气化,而逐步变为蒸汽。水在一定的压力下的沸腾温度也称为饱和温度。这个温度与其所受压力大小有关,压力愈大,则沸腾温度也就越高;反之,压力小,则沸腾温度也低。

        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;压力为10.13MPa(100atm)时,其饱和温度为309.53°C.
        以上可知,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。
        如果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。
        简单点说,饱和蒸汽温度和压力成一一对应关系,知道温度就知道压力,倆者知道其一就可以了。过热蒸汽没这种关系。

        如果用户是为了达到更精确的计量监控,建议都视为过热蒸汽,对温度和压力补偿,但考虑成本问题,客户也可以只对温度进行补偿。理想的饱和蒸汽状态,指的是温度、压力及蒸汽密度三者存在一一对应的关系,知道其中一个,其他二个值就是定数。存在这种关系的蒸汽就是饱和蒸汽,否则都可以视为过热蒸汽进行计量。实际使用过程中过热蒸汽的温度可以较高,压力一般都相对较低(较饱和蒸汽)。0.7MPa200℃蒸汽就是这样,属过热蒸汽!

               
        蒸汽的流量计量是流量计量行业里难度比较大的一种。对于300度以下的饱和蒸汽的计量,业内一般公认为使用涡街流量计比较合适。当然对于振动很大的场合或者温度高于300度,管径也较大的场合,涡街流量计就不太适合了。这是因为,第一,涡街流量计的感应原件----压电陶瓷收到其物理性能的限制无法长期承受高温。第二,涡街流量计的工作原理决定了它无法再较强的振动环境中工作。在这种情况下孔板之类传统的差压流量计是个很好的选择。不可否认孔板确实存在着压损较大的缺点,但是对于高温、大管径这样的场合,他还是一个可以考虑的对象。
        现在,大连中隆仪表公司有一种国际专利产品-----MPA流量计,即克服了孔板流量计压损大,流量测量范围窄的缺点;又具有孔板流量计抗振性强的优点。非常适合在高温、高压和振动环境下长期稳定工作。现已在热电热力等行业的高温过热蒸汽的计量实践中得到很好的应用。