【工业常识300问】002-锅炉蒸汽焓值详解

发布日期:2023-12-26
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一、锅炉蒸汽焓值的定义

锅炉蒸汽焓值(也称为蒸汽热焓)是指单位质量的蒸汽所具有的能量,通常用单位质量蒸汽的焓值来表示。蒸汽焓值是锅炉性能的重要指标之一,也是评价锅炉蒸汽输出能力的关键参数。在工业生产中,锅炉蒸汽焓值的高低直接影响到生产效率和成本。


二、锅炉蒸汽焓值的计算方法

锅炉蒸汽焓值的计算方法很多,其中比较常用的是按水的比热容和汽的比热容来计算的方法。具体公式为:

h=hf+xhfg或h=hg-xhfg

式中,h为单位质量蒸汽的焓值;hf为液态水的比焓值;hg为干燥饱和蒸汽的比焓值;hfg为蒸汽汽化潜热,x为干燥饱和蒸汽的干度。


三、蒸汽的热量与焓值

蒸汽作为一种流体,在在给定的时间和条件下的总能量称之为焓值,它与蒸汽的压力和温度都有关系。需要指明的是:它指的是内能和施加的压力所做的功的总和,。最基本的测量单位是焦耳(J)。由于1焦耳代表的能量非常小,通常使用的是千焦(KJ)(1000焦耳)。

比焓是一定质量物体的总能量,它的单位通常是KJ/kg。

蒸汽的焓是它的温度和压力的函数。焓的温度系数可以通过测量定压下热传递引起的温度升高来获得。定压热容量Cp,指的是在特定的温度下焓的变化。同样的,内能是温度和比容的函数,定容热容量Cv,指的是内能在特定温度和一定容积下的变化。

由于固体和液体的比容都比较小,所以除非压力特别高,所以施加的压力所做的功都可以忽略。因此,如果焓仅由内能来组成,那么定容和定压热容量可以认为是相等的。因此:对固体和液体来说Cp=Cv。另一个对固体和液体的简化是,假设它们都是不可压缩的,因此它们的容积仅是温度的函数,这就意味着,对不可压缩流体来言,焓和热容量仅是温度的函数。

比热容指的是把1公斤物质升高1度需要的能量多少,可以理解为物质的吸热能力。因此,国际单位中比热容的单位是KJ/kgK(KJ/kg℃)。与其它很多流体比较而言,水的比热非常大(4.19KJ/kg℃),这也就是为什么水和蒸汽被认为是热的良好载体的原因。

举例,大气压力下把1公斤饱和蒸汽加热到150℃(423K),计算熵变:大气压下100℃(373K)饱和蒸汽的总焓(hg)=2675KJ/kg(查蒸汽表),大气压下150℃(423K)过热蒸汽的总焓(h)=2777KJ/kg(查蒸汽表),焓的变化(△h)=102KJ/kg。

工程计算中,在一定压力和温度下的蒸汽的焓值是计算蒸汽热量的基本参数。


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