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蒸汽基础

如何读懂蒸汽表

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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）

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。

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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 °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

基于温度的饱和蒸汽表

温度 压力（表压）     比容 热焓
°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

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 °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

使用表压的饱和蒸汽表

压力（表压） 温度 比容 热焓
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

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

SI单位

蒸气压力［kPa abs］= 蒸气压力［kPaG］+101.3kPa

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

表压：

  • 基于大气压力*
  • 大气压力=0

绝对压力：

  • 基于全真空
  • 全真空状态=0

*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

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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）