比较蒸汽和热水加热

蒸汽加热和热水加热的区别

蒸汽和热水通常用作工业工艺中的加热介质。它们可能看起来不同，但实际上两者都是水。那么，应该如何区分使用这两种热源呢？

在大气压下，水在 100 °C 时沸腾。要使用温度高于 100 °C 的液态水，就必须持续向系统施加高于饱和水平的压力。

相反，由于大气压下蒸汽的饱和温度为 100 °C，因此仅通过减压阀减压是不可能产生低于 100 °C 的饱和蒸汽的。真空泵对于将蒸汽精确控制在 100 °C 以下是必要的。

闪蒸汽

因此，在大多数情况下，热水用于加热到 100 °C 以下，而蒸汽用于加热到 100 °C 以上。

在此，我们将饱和蒸汽简称为蒸汽。作为加热介质，蒸汽具有以下优点：

由于这两个原因，与热水相比，蒸汽加热更快、更均匀。

真空蒸汽加热系统已经被开发出来，因此可以利用饱和蒸汽的优势来在 100 °C 以下加热。相对的，热水通过对流传递显热。在这个过程中，热水将其热量传递给产品，其自身温度下降。

因此，与蒸汽加热相比，热水加热不太均匀，并且传热更慢。

随着真空蒸汽加热系统的出现，蒸汽加热甚至可以在 100 °C 以下进行。在均匀性和传热速率方面不如蒸汽加热的热水加热还有什么优点吗？

我们认为有。热水加热与蒸汽加热有不同的特点。在某些加热过程中，产品本身会产生热量（例如通过放热反应）并变得比加热介质更热。如果这些额外的热量没有被适当地去除，整体温度可能会上升得太高，产品可能会被毁坏。

为了防止发生这种情况，就需要去除多余的热量，并且必须适当地冷却产品。在这种情况下，热水是一种有力的工具。热水可同时被用作冷却产品的介质。在冷却过程中，热水通过对流再次吸收产品的热量。它以在加热过程中传递热量时相同的传热效率收集这些热量。

这样的过程采用强制对流，这是一种热传递方法，其中热水不断地穿过热传递表面。通过强制对流，水吸收产品的热量，从而可以通过将热量传递到外部来冷却系统。

如果在冷却应用中使用蒸汽会怎样？与热水一样，当蒸汽比产品温度低时，它会在穿过传热表面时吸收产品的部分热量。

在加热过程中使用蒸汽时，它会在失去热量后冷凝，从而使新的蒸汽进入腔室。然而，当蒸汽本身被加热时，它不会冷凝，因此新的蒸汽无法流入腔室。此外，由于蒸汽疏水阀会防止蒸汽流出设备，因此蒸汽无法从产品中带走足够的热量来冷却产品。

蒸汽不适合间接冷却过程的另一个原因是它的热容量比热水小。

例如，对于通常体温约为 36.5 °C 的成年人来说，在 30 °C 的日子里站在室外会感觉很热，但坐在 30 °C 的洗澡水中会感觉到寒冷。即使在相同温度下，空气（一种类似蒸汽的气体）由于其传热效率较低，所以从人体吸收的热量也比水少。

在选择是用蒸汽加热还是用热水加热时，请记住这些差异。

然而，当涉及到冷却过程时，也可以考虑另一种方法来替代热水：真空蒸汽冷却。我们将在这篇文章中更详细地讨论真空蒸汽冷却。