过热蒸汽的性质和饱和蒸汽的转换
热工学水蒸气的状态参数
热工学水蒸气的状态参数热工学是研究热力循环和能量转换的一门学科。
其中，水蒸气是热工循环中最常见的工质之一，它具有一系列的状态参数。
本文将详细介绍水蒸气的状态参数。
水蒸气是指水在温度超过其沸点时产生的气体状态。
它可以处于不同的状态，包括饱和状态和过热状态。
饱和状态是指水蒸气与液态水处于平衡状态，同时具有相同的温度和压力。
在饱和状态下，水蒸气的状态参数包括饱和压力、饱和温度、饱和液体焓、饱和气体焓、饱和液体熵和饱和气体熵。
饱和压力是指水蒸气在饱和状态下的压力值。
它与饱和温度有一定的关系，可以通过热力学表或蒸汽表查询得到。
饱和温度是指水蒸气在饱和状态下的温度值。
它可以通过饱和压力和水的沸点之间的关系计算得到。
饱和液体焓是指单位质量的水蒸气从液态水冷却至饱和状态时释放的热能。
它可以通过热力学表或蒸汽表查询得到。
饱和气体焓是指单位质量的水蒸气从液态水升温至饱和状态时吸收的热能。
它也可以通过热力学表或蒸汽表查询得到。
饱和液体熵是指单位质量的水蒸气从液态水冷却至饱和状态时系统的熵变。
它可以通过热力学表或蒸汽表查询得到。
饱和气体熵是指单位质量的水蒸气从液态水升温至饱和状态时系统的熵变。
它也可以通过热力学表或蒸汽表查询得到。
过热状态是指水蒸气的温度高于其饱和温度的状态。
在过热状态下，水蒸气的状态参数包括过热度、过热压力、过热液体焓、过热气体焓、过热液体熵和过热气体熵。
过热度是指水蒸气的温度相对于其饱和温度的差值。
它可以通过过热压力和饱和温度之间的关系计算得到。
过热压力是指水蒸气在过热状态下的压力值。
它可以通过热力学表或蒸汽表查询得到。
过热液体焓是指单位质量的水蒸气从液态水冷却至过热状态时释放的热能。
它可以通过热力学表或蒸汽表查询得到。
过热气体焓是指单位质量的水蒸气从液态水升温至过热状态时吸收的热能。
它也可以通过热力学表或蒸汽表查询得到。
过热液体熵是指单位质量的水蒸气从液态水冷却至过热状态时系统的熵变。
它可以通过热力学表或蒸汽表查询得到。
蒸汽基础知识(知识应用)
29
过热蒸汽应用场合
30
适用：适用于蒸汽动力场所
• 熵值稳定； • 防止凝水冲蚀
不适用：不适用热交换场所
和饱和部分相比，过热蒸汽部分所含的热容量很小 过热蒸汽的传热系数较低 热交换表面温度梯度较大 需要更多的换热面 耐温材料要求高
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1
蒸汽基础知识
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为什么要用蒸汽作热媒？
2
产生于水（便宜、易获得） 无毒、无味、无色 便于输送 热值高 传热快 易于控制（压力、温度）
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水的来源
3
雨水
溶解空气中的氧
自由氧对锅炉管壁产生腐蚀
江、河、湖、井水
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溶解硅、钙、碳酸盐
钙和硅在锅炉管壁形成硬垢 碳酸盐形成 CO2
碳酸腐蚀回水管线等.
疏水阀必须在蒸汽温度下排除空气和凝结水
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杂质
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源自：
锅炉水（水垢及水源杂质）
管道污垢
密封材料 锈蚀
阻塞管道
焊渣 施工垃圾
控制失灵 阀门泄漏
疏水不畅
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闪 蒸 汽 的概念
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高压饱和蒸气凝结水释放到低压环境中产生的蒸汽, 又称二次蒸汽。
计算公式
闪蒸比=（SH-SL）/ H x 100%
关键词：
饱和温度（沸点） 饱和、过热 显热 潜热 总热焓 比容
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饱和蒸汽主要特性 10
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温度随压力升高而升高, 成一一对应关系
显热随压力升高而增大,在三相点时为零
潜热随压力升高而减小,到临界点时为零
总热焓在绝对压力3.1MPa以下时随压力升高而 增大,在3.1MPa以上时随压力升高而减小
蒸汽计量问题解说
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）。
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，否这都可以视为过热蒸汽进行计量。
实际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），0.7MPa，200℃蒸汽就是这样，属过热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。
热工基础-3-(2)-第三章 水蒸气
此阶段所需的热量称为汽化潜热 此阶段所需的热量称为汽化潜热 r ：r = h'' − h'
过热阶段: 过热阶段: 对饱和蒸气继续加热，水蒸气进入过热状态，温度、 对饱和蒸气继续加热，水蒸气进入过热状态，温度、 焓和熵增加 增加。 焓和熵增加。温度超过同压力下饱和蒸气温度的数 值称过热度 过热度： 值称过热度： D = t − ts 干饱和蒸汽
20
Ⅰ
Tc
2'
T
2x
2"
Ⅲ
Ⅰ
1'
Ⅲ
2' 2x
1x
2"
Ⅱ
Ⅱ 10
1'
1"
1x
1"
20 10
x
x
v
s
水蒸汽的p 图和T 水蒸汽的p-v图和T-s图
如果用前面提到的 功量、 的计算， 如果用前面提到的p-v、T-s图进行功量、热量的计算， 用前面提到的 、 图进行功量 热量的计算 则很不方便。 则很不方便。 工程上常用的是： 图 其也有： 工程上常用的是：h-s图。其也有：上、下界线和临 线簇、 界点，定干度线簇 定温线簇、定压、定容线簇 界点，定干度线簇、定温线簇、定压、定容线簇
饱和水
p = const. t = ts
p = const. t = ts v′ < v < v′′ s′ < s < s′′ h′ < h < h′′
p = const. t = ts v = v′′ s = s′′ h = h′′
= T (s − s ) s
'' '
v = v′ s = s′ h = h′
工程热力学-06 水蒸气的热力性质
• 湿度 y = mw mv + mw
h ,v ,s
• 湿蒸汽的比状态参数计算
vx = (1− x)v'+ xv"= v'+ x(v"−v')
⎫
hx ux
= =
(1− x)h'+ hx − psvx
xh"
=
h'+
x(h"−
h')
=
h'+
xr
⎪ ⎪⎪⎬（6
−
12）
sx
=
(1−
x)s'+
xs" =
s'+
5
191.80 1149.2
10
1397. 1
20 1807.1
22.064 =pc
2063.8
6-2 水蒸气的产生过程
2、饱和水变为饱和水蒸汽的定压汽化过程
• 使1kg饱和水在一定压力下完全变为相同 温度的饱和水蒸气所需加入的热量称为
水 的汽化潜热，用符号r表示。在温熵图上
汽
化 潜r热=则T相s应(于s "水−平线s '段)下的矩形面积：
蒸发：汽液表面上的汽化 沸腾：表面和液体内部同时发生的汽化
(气体和液体均处在饱和状态下) 饱和状态：汽化与凝结的动态平衡
蒸发：任何温度 沸腾：沸点 凝结：物质由蒸汽变为液体的过程
1、蒸发与凝结
蒸发：逸出的分子数 > 被液面俘获的分子数 凝结：逸出的分子数< 被液面俘获的分子数
蒸发
力平衡 热平衡
化学不平衡
3、湿饱和蒸汽 除p或T外，其它参数与两相比例有关
过热蒸汽特点和正确使用
过热蒸汽特点和正确使用我们一般说的蒸汽是饱和蒸汽，就是在锅炉内，锅炉水被加热蒸发而产生。
如果锅炉中产生的饱和蒸汽通过更高温度的换热面，它的温度会上升并超过蒸发温度。
这时，蒸汽就会被描述为超过饱和温度一定温度的过热蒸汽。
在锅炉内或蒸汽中，当仍有水存在的时候，过热度是无法产生的，因为吸收的热量首先会蒸发更多的水。
饱和蒸汽必须通过额外的换热器才能得到更高的温度，这就需要在锅炉中二次换热或经过单独的过热器，主要的加热媒介可以是热烟气或者单独加热。
除了可以采用附加的换热器（通常称为过热器）来获得过热度外，还可以通过让蒸汽通过减压阀的喷嘴后膨胀到低压下来获得。
这是因为经过节流过程，低压蒸汽与高压蒸汽具有相同的焓（除去通过减压阀时造成的一小部分能量损失），但是，节流后蒸汽温度总是比供气温度低。
过热蒸汽的典型应用为动力性，例如：在汽轮机中，蒸汽通过喷嘴直接作用于转子上，从而带动转子转动，使之发生的能量只能来自于蒸汽，所以，在逻辑上，蒸汽通过汽轮机后能量降低，如果这个蒸汽采用的是饱和蒸汽，那么失去能量后会使蒸汽冷凝。
在设备进口供应过热蒸汽，利用过热蒸汽做功，直到温度/压力比较接近饱和时再排出蒸汽。
在汽轮机上使用过热蒸汽的原因是为了提高热效率。
为了得到更高的热效率，汽轮机进口的温度或能量应尽可能高，这就意味着实际中所能达到的压力和温度；过热蒸汽是达到这种条件的最简单的办法。
利用过热蒸汽必须正确计算，蒸汽在不同压力下的性质形成过热蒸汽表，这与饱和蒸汽表采用的是同样的办法。
对过热蒸汽来说，它的压力和温度没有直接关系，因此，在特定压力下的过热蒸汽可能对应有很大的范围的温度值。
通常，饱和蒸汽对应的是表压，过热蒸汽对应的是绝对压力。
值得注意的是，从过热部分的能量来看，比热容可以由饱和蒸汽（100°C）和过热蒸汽（400°C）之间的温度差别来计算，与水的比热容不同，过热蒸汽的比热容受到压力和温度的影响而变化，并不是一个常数。
7.3.16.3水蒸气的性质图和表
图和表
五种状态如何确定
（1）未饱和水：
、 独立
（2）饱和水：
、 不独立
（3）湿饱和蒸汽：
、 不独立
干度：x
五种状态及计算特点
（4）饱和蒸汽：
、
（5）过热蒸汽：
不独立
、 独立
水蒸气性质图和表变量和基准点
变量设置：
、、、ℎ、、()
基准点：
水的三相点
= 611.659Pa， = 0.01℃， = 0.0010021m3/kg
= 0kJ/kg，
= 0kJ/（kg · K)
ℎ = 0.000613kJ/（kg · K)
水蒸气的性质表
水和水蒸气表分为两类：
饱和水与饱
和蒸汽表
以温度为序的饱和水与饱和蒸汽表:见表1
以压力为序的饱和水与饱和蒸汽表:见表2
未饱和水与过热蒸汽表:见表3
水蒸气的性质表
表1 以温度为序的饱和水与饱和蒸汽表
4.水蒸气性质图
（1）p-v图和T-s图
（2）水蒸气的焓熵图
水蒸气的性质表
表2 以压力为序的饱和水与饱和蒸汽表
水蒸气的性质表
表3 未饱和水与过热蒸汽表
湿蒸汽状态参数确定
一般不能直接查表得到，需通过下式计算获得：
已知：
pps 或
tts
饱和液体：‘、ℎ’、‘
饱和蒸汽：“、ℎ”、“
湿蒸汽状态参数确定
干度：x
vx (1 x )v xv v x (v v)
C
υ
p
p
O
x
x
x
T
T
v
O
s
水蒸气的焓熵图
（2）水蒸气的焓熵图
水蒸气的特征
水蒸气的特征
水蒸气是水（H2O）的气体形式。
其主要特征如下：
1. 无色：水蒸气在空气中是无色的，难以直接观察到。
2. 密度：水蒸气的密度为0.59764千克/立方米（在100摄氏度/212华氏度/37
3.15开尔文条件下，压力为101330帕）。
3. 温室效应：水蒸气是一种温室气体，可以吸收和辐射地球表面的热量，对地球的气候产生影响。
4. 相变：水蒸气随着温度的升高和压力的变化会发生相变，如饱和蒸汽和过热蒸汽的转换。
5. 饱和蒸汽与过热蒸汽：在一定压力下，饱和蒸汽的温度是恒定的，不同的压力对应一个不同的饱和蒸汽温度值。
饱和蒸汽的品质不高，可能带有一些小水滴。
过热蒸汽是在饱和蒸汽的基础上继续加热得到的，其干度和温度较高。
6. 蒸发与凝结：当水温度超过100摄氏度时，水分子吸收足够大的内能，从液态转变为气态水。
蒸发过程中，水分子从液态脱离并进入空气中。
而在空气中，水蒸气遇到较低温度的物体时，会凝结成水滴。
7. 湿度：空气中的水蒸气含量与温度、压力等环境因素有关。
湿度较高时，空气中的水蒸气含量较大，可能导致露水、雾气等现象。
8. 凝结现象：大量水蒸气在空气中凝结时，会呈现一团白气状。
这种现象常被误认为水蒸气。
总之，水蒸气具有无色、低密度、温室效应、相变、饱和蒸汽与过热蒸汽、蒸发与凝结、湿度和凝结现象等特征。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。