Как читать таблицы водяного пара
Содержание:
Если вы едете по неизвестной местности, вам понадобится карта или навигатор, если вы летите на самолете, вам не обойтись без расписания полётов. Так и таблицы водяного пара необходимы всем пользователям в индустрии пара. В этой статье мы познакомимся с таблицами пара, рассмотрим их виды и немного поговорим о присутствующих в них элементах.
Таблицы насыщенного водяного пара
Таблицы насыщенного водяного пара — необходимый инструмент для любого инженера, работающего с паром. Обычно их используют для определения зависимости температуры насыщенного пара от парового давления или, наоборот, давления от температуры насыщенного пара. Кроме этих параметров, таблицы обычно включают и другие показатели, такие как удельная энтальпия (h) и удельный объём (v).
Данные таблиц насыщенного водяного пара всегда отображают информацию о конкретной точке насыщения известной как точка кипения. Это точка, в которой вода (жидкость) и пар (газ) могут сосуществовать при одинаковых температуре и давлении. Так как H2O может быть и в жидком, и в газообразном состоянии, нам будут необходимы две подборки данных: данные о насыщенной воде (жидкости), которые обычно обозначаются подстрочной буквой f, и данные о насыщенном паре (газе), которые обозначают подстрочной буквой g.
Пример таблицы насыщенного пара
Обозначения:
- P = Давление пара/воды
- T = Точка насыщения пара/воды (точка кипения)
- vf = Удельный объём насыщенной воды (жидкости)
- vg = Удельный объём насыщенного пара (газа)
- hf = Удельная энтальпия насыщенной воды (энергия, необходимая для подогрева воды от 0 °C до точки кипения)
- hfg = Скрытое тепло испарения (энергия, необходимая для трансформации насыщенной воды в насыщенный пар)
- hg = Удельная энтальпия насыщенного пара (энергия, необходимая для получения пара из воды с температурой 0 °C)
При нагреве обычно используется скрытое тепло испарения (Hfg). Как видно из таблицы, это скрытое тепло испарения будет выше при более низком давлении. По мере увеличения парового давления скрытое тепло постепенно снижается и достигает 0 при суперкритическом давлении, например, 22.06 МПа.
Найдите их здесь:
Два формата: на основе давления и температуры
Так как давление и температура насыщенного пара напрямую связаны друг с другом, таблицы пара обычно доступны в двух форматах: на основе давления и температуры. В обоих содержится одинаковая информация, но классифицирована она по-разному.
Таблица насыщенного водяного пара, основанная на давлении
Давл. (изб.) | Темп. | Удельный объём | Удельная энтальпия | |||
---|---|---|---|---|---|---|
кПа изб. | °C | м3/кг | кДж/кг | |||
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 |
Таблица насыщенного водяного пара, основанная на температуре
Темп. | Давл. (изб.) | Удельный объём | Удельная энтальпия | |||
---|---|---|---|---|---|---|
°C | кПа изб. | м3/кг | кДж/кг | |||
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 |
Разные единицы измерения: избыточное и абсолютное давление
Таблицы насыщенного пара также используют два различных вида давления: абсолютное и манометрическое (избыточное).
- Абсолютное давление — это нулевая точка по отношению к абсолютному вакууму.
- Манометрическое давление — это нулевая точка по отношению к атмосферному давлению (101.3 кПа).
Таблица насыщенного пара с абсолютным давлением
Давл. (абс.) | Темп. | Удельный объём | Удельная энтальпия | |||
---|---|---|---|---|---|---|
кПа | °C | м3/кг | кДж/кг | |||
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 |
Таблица насыщенного пара с избыточным давлением
Давл. (изб.) | Темп. | Удельный объём | Удельная энтальпия | |||
---|---|---|---|---|---|---|
кПа изб. | °C | м3/кг | кДж/кг | |||
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 |
Избыточное давление было придумано для простоты измерения давления по отношению к тому, которое мы обычно испытываем.
В таблицах пара, составленных на основе манометрического давления, атмосферное давление определяется как 0, а в таблицах с абсолютным давлением — 101.3 кПа. А для того чтобы отличать избыточное давление от абсолютного в конце добавляют "изб.", например, кПа изб. или фт/кв. дюйм изб..
Перевести показатели избыточного давления в показатели абсолютного
Для единиц СИ
Давление пара [кПа изб.] = Давление пара [кПа изб.] + 101.3 кПа
Важное замечание: Проблемы могут возникнуть в том случае, если перепутать абсолютное и манометрическое давление, именно поэтому надо быть особенно внимательными с единицами давления, указанными в таблице.
Сводная таблица
Избыточное давление
- Нулевая точка отсчёта при атмосферном давлении*
- Нулевое давление = Атмосферное давление
Абсолютное давление:
- Нулевая точка отсчёта при атмосферном давлении
- Нулевое давление = Абсолютный вакуум
Таблицы перенасыщенного пара
Информацию о перенасыщенном паре нельзя получить из обычных таблиц насыщенного пара, для этого существуют специальные таблицы перенасыщенного пара. Происходит это потому, что температура перенасыщенного пара в отличии от температуры насыщенного может существенно меняться при одном и том же давлении.
В действительности, количество возможных комбинаций температуры и давления настолько велико, что даже теоретически не представляется возможным собрать их в одной таблице. В результате для перегретого пара используется общая сводная таблица данных о температуре и давлении.
Пример таблицы перенасыщенного пара
Выпар | Общий коэффициент теплопередачи |