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饱和蒸汽实验装置的原理以及特点

未经过热处理的蒸汽称为饱和蒸汽,饱和蒸汽是在一个大气压下,温度为100度的蒸汽,温度不能再升高,是饱和状态下的蒸汽。饱和蒸汽由气体分子之间的热运动现象造成的。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)。 它是无色、无味、不能燃烧又无腐蚀性的气体。饱和蒸汽的温度与压力之间一一对应,二者之间只有一个独立变量。

一、饱和蒸汽原理

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,其对应的蒸汽是饱和蒸汽,但最初只是湿饱和蒸汽,待蒸汽中的液态水完全蒸发后才是干饱和蒸汽。蒸汽从不饱和到湿饱和再到干饱和的过程温度是不增加的,干饱和之后继续加热则温度会上升,成为过热蒸汽。

二、饱和蒸汽具有如下特点:

1、饱和蒸汽的温度与压力之间一一对应,二者之间只有一个独立变量。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,如图为饱和蒸汽压力与温度对照表;

2、饱和蒸汽容易凝结,在传输过程中如有热量损失,蒸汽中便有液滴或液雾形成,并导致温度与压力的降低。含有液滴或液雾的蒸汽称为湿蒸汽。严格来说,饱和蒸汽或多或少都含有液滴或液雾的双相流体,所以,不同状态下不能用同一气体状态方程式来描述。饱和蒸汽中液滴或液雾的含量反映了蒸汽的质量,一般用干度这一参数来表示。蒸汽的干度是指单位体积饱和蒸汽中干蒸汽所占的百分数,以“x”表示;

3、准确计量饱和蒸汽流量比较困难,因为饱和蒸汽的干度难以保证,一般流量计都不能准确检测双相流体的流量,蒸汽压力波动将引起蒸汽密度的变化,流量计示值产生附加误差。所以在蒸汽计量中,必须设法保持测量点处蒸汽的干度以满足要求,必要时还应采取补偿措施,实现准确的测量。

三、KH-RG18 饱和蒸汽P-T关系实验仪

高压电蒸汽发生器、高低压控制压力表、功率调节仪、透明玻璃窗、温度和压力保护装置、温控仪、可配套不锈钢实验台。

1、测试一系列对应饱和水液面压力下的饱和蒸汽温度,绘制出关系曲线。

2、可直观地观察到相应饱和压力与饱和温度下的沸腾现象。

3、输入电源:单相AC220V±10% 50Hz,功率500W。

4、高低压控制压力表,最大压力1MPa,采用轴向带边电接点压力表起到安全保护作用。

5、外形尺寸:500×350×600mm,外形为不锈钢支架。

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