什么會影響蒸汽的加熱效果？——工業化大講堂（三）蒸汽的品質

蒸汽是工業生產中最常用的加熱介質之一。我們之所以選擇蒸汽作為加熱介質，是因為飽和蒸汽在單位質量下擁有的熱量高，傳熱速度快，壓力與溫度對應，容易控制等等一系列的優點。

工業蒸汽的優勢

工業飽和蒸汽加熱的優勢：

a.本質安全

B.蒸汽包含很大的汽化潛熱

c.既可傳熱也可以傳質

d.放熱過程中的溫度恒定

e.很高的傳熱系數

f.壓力和溫度一一對應，易于控制

在這些飽和蒸汽的優勢當中，最被我們在意的是擁有高熱量以及很快的傳熱速度，這兩個優勢能顯著提高我們的生產效率。

01  工業飽和蒸汽中的熱量大

水是我們常見物質中比熱容比較大的，這也是為什么海邊會冬暖夏涼，而在沙漠中晝夜溫差會非常的大。

水的比熱4.19KJ/Kg℃，100℃時，水中含有419KJ/Kg熱量。

如果是100℃飽和蒸汽，除了含有水中的419KJ/Kg熱量，還擁有蒸汽的蒸發焓（汽化潛熱），這部分的熱量在1 bar a，100℃的條件下，熱量值達到2257KJ/Kg，遠大于液態水含有的熱量。

02  飽和蒸汽的傳熱速度快

飽和蒸汽的放熱是一個相變過程，在蒸汽釋放熱量的過程中，蒸汽由氣態變成液態，通過下圖過熱蒸汽與飽和蒸汽的傳熱系數的對比，飽和蒸汽的放熱速度是過熱蒸汽的20-30倍，是水放熱速度的5-10倍。

上述飽和蒸汽的這兩大特點正是符合我們在工業生產中對于速度和效率的要求，這也是為什么飽和蒸汽在我們的工業生產中應用非常廣泛的主要原因。

什么影響飽和蒸汽的加熱效果？

那么在我們實際使用飽和蒸汽的過程中，飽和蒸汽的放熱過程會受到哪些因素的影響呢？

我們先通過下面的這張圖了解一下蒸汽在放熱過程中熱量是怎么傳遞的。

從圖中我們可以了解到，蒸汽要想把熱量傳遞到被加熱的介質，需要克服空氣層，冷凝水層，污垢層，金屬換熱面以及被加熱介質側的污垢和水膜。蒸汽在通過這些介質時，這些介質的熱阻就會降低蒸汽的加熱效果。

另外，如果蒸汽量不足或者壓力不夠，蒸汽可以傳遞的熱量就會不足，那么加熱的效果同樣會受到影響。

根據上面的情況總結，飽和蒸汽需要具備以下的要求，才能夠發揮飽和蒸汽的優勢，達到更好的加熱效果：

a.合適的蒸汽量

b.正確的壓力和溫度

c.不能含有空氣 – 空氣熱阻很大，減少傳熱

d.干凈 – 污垢和其它固體物質積聚在換熱面會增加熱阻

e.干燥 – 不能含有水分

我們將以上這些要素統稱為“蒸汽的品質”，也就是想要實現更好的加熱效果的要求下，對于蒸汽的要求。

a.蒸汽的量為什么會不足，壓力和溫度什么情況下會不正確？

b.蒸汽中空氣有什么危害，空氣是怎么來的？

c.蒸汽中的雜質和水分是怎么來的？