飽和蒸汽與過熱蒸汽
周曉昱 煙臺中隆儀表公司 265500
了解并掌握蒸汽的物理性質(zhì)及其變化規(guī)律，對于蒸汽的流量計量有著非常重要的指導(dǎo)作用。
在物理學(xué)上，我們知道當(dāng)液體在有限的密閉空間中蒸發(fā)時，液體分子通過液面進入上面空間，成為蒸汽分子。由于蒸汽分子處于紊亂的熱運動之中，它們相互碰撞，并和容器壁以及液面發(fā)生碰撞。在和液面碰撞時，有的分子則被液體分子所吸引，而重新返回液體中成為液體分子。開始蒸發(fā)時，進入空間的分子數(shù)目多于返回液體中分子的數(shù)目，隨著蒸發(fā)的繼續(xù)進行，空間蒸汽分子的密度不斷增大，因而返回液體中的分子數(shù)目也增多。當(dāng)單位時間內(nèi)進入空間的分子數(shù)目與返回液體中的分子數(shù)目相等時，則蒸發(fā)與凝結(jié)處于動平衡狀態(tài)。這時雖然蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進行，但空間中蒸汽分子的密度不再增大，此時的狀態(tài)稱為飽和狀態(tài)。在飽和狀態(tài)下的液體稱為飽和液體，其蒸汽稱為干飽和蒸汽（也稱飽和蒸汽）。
我們?nèi)粘９ぷ髦薪?jīng)常遇到的是水蒸汽的流量計量問題。水在一定的壓力下加熱，水的溫度隨著不斷加熱而上升，當(dāng)水溫升高到某一溫度時，水就開始沸騰，這時候水的溫度稱為沸騰溫度。如再繼續(xù)加熱，水溫保持不變，水即開始?xì)饣鸩阶優(yōu)檎羝Ｋ谝欢▔毫ο碌姆序v溫度也稱為飽和溫度。這個溫度與其所受壓力大小有關(guān)，壓力愈大，則沸騰溫度也就越高；反之，壓力小，則沸騰溫度也低。例如壓力為0.10MPa(1atm)時，其飽和溫度為99.64°C；壓力為0.8MPa（8atm)時，其飽和溫度為170.42°C。
綜上可知，水在一定壓力下，加熱至沸騰即開始?xì)饣簿椭饾u變?yōu)檎羝@時蒸汽的溫度也就等于飽和溫度。這種狀態(tài)的蒸汽就稱為飽和蒸汽。如果把飽和蒸汽繼續(xù)進行加熱，其溫度將會升高，并超過該壓力下的飽和溫度。這種超過飽和溫度的蒸汽就稱為過熱蒸汽。
簡單點說，飽和蒸汽溫度和壓力成一一對應(yīng)關(guān)系，知道溫度就知道壓力，倆者知道其一就可以了。而過熱蒸汽則不存在這種對應(yīng)關(guān)系。（見過熱蒸汽和飽和蒸汽密度表）
如果用戶是為了達(dá)到更**的計量監(jiān)控，建議都視為過熱蒸汽，對溫度和壓力進行補償。但考慮成本問題，對于飽和蒸汽客戶也可以只對溫度或者壓力進行單補償。但是由于溫度傳感器的滯后性，溫度單補償?shù)木容^低。理想的飽和蒸汽狀態(tài)，指的是溫度、壓力及蒸汽密度三者存在一一對應(yīng)的關(guān)系，知道其中一個，其他二個值就是定數(shù)。存在這種關(guān)系的蒸汽就是飽和蒸汽，否則都可以視為過熱蒸汽進行計量。實際使用中過熱蒸汽的溫度可以較高，壓力一般都相對較低（較飽和蒸汽），0.7MPa，200℃的蒸汽就屬過熱蒸汽！