1. Home
  2. Steam Resources
  3. Steam Theory
  4. วิธีอ่านตารางไอน้ำ

Basics of Steam

วิธีอ่านตารางไอน้ำ

ค้นหาใน Steam Theory

 

ระบบนำทาง GPS หรือตารางเที่ยวบิน สิ่งเหล่านี้จำเป็นในการเดินทางด้วยรถยนต์และเครื่องบิน เช่นเดียวกัน ตารางไอน้ำก็เป็นสิ่งที่ใช้ประกอบในการทำงานเกี่ยวกับไอน้ำ บทความนี้แนะนำวิธีการใช้งาน รวมถึงวิธีการประยุกต์ใช้ กับการออกแบบต่างๆ

Saturated Steam Tables ตารางไอน้ำอิ่มตัว

ตารางไอน้ำอิ่มตัวเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับวิศวกรที่จะทำงานเกี่ยวกับไอน้ำ โดยทั่วไปจะใช้สำหรับตรวจสอบอุณหภูมิของไอน้ำ ณ แรงดันค่าหนึ่ง หรือในทางตรงข้าม ตรวจสอบแรงดันอิ่มตัว ณ อุณหภูมิที่กำหนด นอกจากนี้ ตารางไอน้ำยังมีข้อมูลอื่นๆ เช่น พลังงาน enthalpy (h) และปริมาตรจำเพาะ specific volume (v) อีกด้วย

ข้อมูลที่อยู่ในตารางไอน้ำอิ่มตัว จะอ้างอิงถึงข้อมูลเฉพาะต่างๆ ของไอน้ำ ณ จุดอิ่มตัว หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า จุดเดือด ซึ่ง ณ จุดนี้ น้ำในสถานะของเหลวและแก๊สจะสามารถอยู่ร่วมกันได้ที่อุณหภูมิและแรงดันเดียวกัน เนื่องจาก H2O สามารถเป็นได้ทั้งสองสถานะที่จุดอิ่มตัวนี้ ข้อมูลที่ต้องการ : ข้อมูลของน้ำอิ่มตัว หรือตัวย่อ "f" และข้องมูลของไอน้ำอิ่มตัว หรือตัวย่อ "g"

ตัวอย่างไอน้ำอิ่มตัว

Legend:

  • P = Pressure of the steam/water
  • T = Saturation point of steam/water (boiling point)
  • vf = Specific volume of saturated water (liquid).
  • vg = Specific volume of saturated steam (gas).
  • hf = Specific enthalpy of saturated water (พลังงานที่ใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำ จาก 0°C (32°F) จนถึงจุดเดือด
  • hfg = Latent heat of evaporation (พลังงานที่ใช้ในการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวไปเป็นแก๊ส)
  • hg = Specific enthalpy of saturated steam (พลังงานรวมทั้งหมดที่ใช้ในการเปลี่ยนน้ำที่ 0°C (32°F) ไปเป็นไอน้ำ).

กระบวนการให้ความร้อนโดยไอน้ำนั้นทั่วไปจะใช้ latent heat of evaporation (Hfg) มาให้ความร้อน ดังเช่นในตาราง laten heat นั้นจะยิ่งมากขึ้นเมื่อแรงดันต่ำลง เมื่อไอน้ำอิ่มตัวมีแรงดันสูงขึ้น laten heat จะน้อยลงเรื่อยๆจนลดลงเหลือ 0 เมื่อมีสถานะเป็น supercritical pressure ณ 22.06 MPa (3200 psi).

Tip

ใช้งานตารางไอน้ำบนเว็บไซต์ของ TLV
ได้ที่นี่:

รูปแบบตารางไอน้ำ : Pressure Based and Temperature Based

เนื่องจากอุณหภูมิและแรงดันของไอน้ำอิ่มตัวนั้นสัมพันธ์กันโดยตรง ตารางไอน้ำอิ่มตัวจึงมีสองลักษณะ คือตารางที่มีแรงดันเป็นหลัก และตารางที่มีอุณหภูมิเป็นหลัก โดยทั้งสองตารางนั้นมีข้อมูลเหมือนกัน เพียงแต่เรียงลำดับตามการใช้งานเท่านั้น

Pressure Based Saturated Steam Table

Press.
(Gauge)		 Temp. Specific Volume Specific Enthalpy
kPaG °C 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

Temperature Based Saturated Steam Table

Temp. Press.
(Gauge)		 Specific Volume Specific Enthalpy
°C 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

ความแตกต่างระหว่าง Gauge Pressure และ Absolute Pressure

ตารางไอน้ำมีหน่วยของแรงดันอยู่สองแบบ คือ absolute pressure และ gauge pressure.

  • Absolute pressure นั้นมีจุดอ้างอิงเริ่มต้นที่สูญญากาศสมบูรณ์ (perfect vacuum)
  • Gauge pressure นั้นมีจุดอ้างอิงเริ่มต้นที่แรงดันบรรยากาศ (101.3 kPa, or 14.7 psi).

ตารางไอน้ำอิ่มตัวที่ใช้หน่วยแรงดัน Absolute Pressure

Press
(Abs.)		 Temp. Specific Volume Specific Enthalpy
kPa °C 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

ตารางไอน้ำอิ่มตัวที่ใช้หน่วยแรงดัน Gauge Pressure

Press.
(Gauge)		 Temp. Specific Volume Specific Enthalpy
kPaG °C 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

Gauge pressure ถูกคิดค้นขึ้นเพื่อให้ง่ายกับการประยุกต์ใช้งาน โดยเฉพาะการเปรียบเทียบแรงดันกับบรรยากาศปกติ

ตารางไอน้ำอิ่มตัวที่ใช้หน่วยแรงดัน Gauge Pressure จะแสดงค่าแรงดันบรรยากาศเท่ากับ 0 ในขณะที่ ตารางไอน้ำอิ่มตัวที่ใช้หน่วยแรงดัน Absolute Pressure จะแสดงค่า 101.3 kPa (14.7 psi) ดังนั้นเพื่อป้องกันการสับสน เราจึงเพิ่มสัญลักษณ์ "g" ต่อท้ายหน่วยของแรงดันนั้นๆ เช่น kPaG or psig เพื่อแสดงถึงค่าแรงดัน gauge pressure

การแปลงหน่วยจาก Gauge ไปยัง Absolute

For SI Units

Steam Pressure [kPa abs] = Steam Pressure [kPaG] + 101.3 kPa

ข้อควรระวัง ความสับสนระหว่าง gauge pressure และ absolute pressure ก่อให้เกิดความผิดพลาดบ่อยครั้ง ควรให้ความสำคัญและตรวจสอบหน่วยแรงดันทุกครั้ง ก่อนใช้ตารางไอน้ำ

Summary Table

Gauge pressure:

  • Zero-referenced against Atmospheric Pressure*
  • Zero pressure = Atmospheric Pressure

Absolute pressure:

  • Zero-referenced against Absolute Pressure
  • Zero pressure = Perfect Vacuum

*Atmospheric pressure is 101.3 kPa (14.7 psi)

ตารางไอน้ำยิ่งยวด Superheated Steam Tables

ค่าในตารางไอน้ำยิ่งยวดนั้นไม่สามารถเปรียบเทียบกับตารางไอน้ำอิ่มตัวได้ เนื่องจาก อุณหภูมิของไอน้ำยิ่งยวดนั้นไม่คงที่ ณ แรงดันคงเดิม

ในความเป็นจริงนั้น ความสัมพันธ์ของอุณหภูมิและแรงดันของไอน้ำยิ่งยวดมีความเป็นไปได้หลากหลายมากจนไม่อาจทำเป็นตารางเดียวได้ ทำให้เราจึงต้องใช้การอ้างอิงค่าตัวแทนแรงดัน-อุณหภูมิ เพื่อสร้างตารางขึ้นมา

ตัวอย่างตารางไอน้ำยิ่งยวด

Alt Text
ตารางไอน้ำยิ่งยวดประกอบไปด้วยข้อมูลของปริมาตรจำเพาะ (Vg), Specific Enthalpy (Hg) และ Specific Heat (Sg) ณ จุดอ้างอิงของแรงดันและอุณหภูมิต่างๆ