什么是BURKERT電磁閥？蒸汽如何回收利用？

　　BURKERT電磁閥為了更好的理解蒸汽的特性，需要先了解物質(zhì)的分子和原子結(jié)構(gòu)形式，并以此了解冰、水和蒸汽的不同。

　　BURKERT電磁閥分子是任何元素在化學(xué)反應(yīng)中存在的小的單位，分子是由更小的原子組成的，例如氫原子和氧原子。

　　這些原子按照特定的組合組成了化合物，如化學(xué)式日2}，就是由2個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子組成的。

　　地球上水為什么這么豐富的原因主要是由于氫和氧是地球上的元素。另一種很重要的元素是碳，

　　BURKERT電磁閥大多數(shù)礦物質(zhì)以三種狀態(tài)存在(固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài))，這被稱為相。例如日20的三相分別為冰、水和蒸汽。

　　分子結(jié)構(gòu)的相同仍不足以理解冰、水和蒸汽之間的區(qū)別，但如果了解這些分子是靠電荷力(氫鍵)緊密的結(jié)合在一起的，分子運(yùn)動(dòng)的活躍程度決定了物質(zhì)的相，這樣理解起來(lái)就容易的多。

　　三相點(diǎn)

　　某種物質(zhì)的三相只能在某個(gè)特定溫度和壓力下達(dá)到平衡狀態(tài)而共存，這就是三相點(diǎn)。

　　H20的三相點(diǎn)，也就是冰、水和蒸汽三相共存的點(diǎn)是273.16 K和壓力0.006112 bar。此壓力非常接近真空，如果在此溫度下壓力進(jìn)一步下降，冰就會(huì)直接升華為蒸汽。

　　冰

　　冰的分子以點(diǎn)陣形式有序的排列，它們僅能在其平衡位置附近振動(dòng)。在固體狀態(tài)，分子運(yùn)動(dòng)僅限于在特定的位置上振動(dòng)，振動(dòng)的幅度不會(huì)過(guò)分子直徑。

　　熱量的持續(xù)增加會(huì)導(dǎo)致分子振動(dòng)加劇，并終相互脫離，于是固體開(kāi)始融化為液態(tài)(無(wú)論何種壓力下總是在0℃時(shí)開(kāi)始融化)。

　　冰融化時(shí)雖然發(fā)生了相變，但冰的溫度并不上升，此時(shí)吸收的熱量稱為熔解熱，相變現(xiàn)象是可逆的，當(dāng)水結(jié)冰時(shí)會(huì)有同樣多的熱量釋放到周?chē)h(huán)境中。

　　對(duì)大多數(shù)物質(zhì)來(lái)說(shuō)，當(dāng)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的時(shí)候，其密度將會(huì)下降。然而，日20是一個(gè)例外，當(dāng)冰融化成水的時(shí)候，它的密度會(huì)增加，這就是為什么冰會(huì)浮于水上的原因。

　　BURKERT電磁閥分子可以自由移動(dòng)，但是由于相互之間的吸引力作用，其移動(dòng)距離仍然小于一個(gè)分子的間距，分子之間的碰撞經(jīng)常發(fā)生。不斷增加的熱量增加了分子運(yùn)動(dòng)和碰撞，并把液體的溫度提高到汽化的溫度，這個(gè)階段吸收的熱量稱為水的液體怡或顯熱，這些熱量把水由0℃加熱到當(dāng)前溫度。

　　我們把0℃的水的怡定義為零，于是其它狀態(tài)的怡就可以根據(jù)其參考狀態(tài)得出。

　　水吸收熱量引起了溫度變化，這些熱量被稱為顯熱或液體怡和水怡。

　　在大氣壓下(0 bar g)，水在100℃時(shí)沸騰，把1 kg水從?！婕訜岬?00℃需要吸收419 kJ熱量。由此可以推導(dǎo)出水的比熱容Cp是 4.19 kJ/(kg " .℃).

　　BURKERT電磁閥當(dāng)水的溫度上升到它沸騰的狀態(tài)，一些分子得到了足夠的動(dòng)能，具有了足夠的速度，這樣就可以在落回液體中之前從液體表面逸出。

　　繼續(xù)加熱使分子運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步加劇，的分子具有離開(kāi)液面的動(dòng)能，當(dāng)水被加熱到沸點(diǎn)時(shí)，氣泡從水中逸出并在表面爆裂。

　　考慮到液體和氣體的分子結(jié)構(gòu)時(shí)，很顯然蒸汽的密度比水低的多，因?yàn)檎羝姆肿又g距離要大的多，所以蒸汽會(huì)存在于水的表面以上的空間。

　　當(dāng)離開(kāi)液體表面的分子比那些重新進(jìn)入液面的分子多的時(shí)候，水會(huì)自由蒸發(fā)。這時(shí)，它已經(jīng)達(dá)到了它的沸點(diǎn)或飽和溫度。

　　如果壓力保持不變，增加更多的熱量不會(huì)使水溫上升，但會(huì)使水變成飽和蒸汽。同一系統(tǒng)的飽和水的溫度和飽和蒸汽的溫度是一樣的，但是單位質(zhì)量蒸汽中含有的熱量要大的多。

　　在大氣壓力下飽和溫度是1000C，但是，如果壓力上升，將會(huì)吸收更多的熱量，飽和溫度也將上升，但是并不發(fā)生相變。

　　因此，增加壓力有效增加了水的怡值和飽和溫度，飽和溫度和壓力之間的關(guān)系見(jiàn)飽和蒸汽曲線(見(jiàn)2.2.1)。

　　BURKERT電磁閥在該曲線上，水和蒸汽可以在任何壓力下共存，飽和曲線以上的是過(guò)熱蒸汽。

　　口飽和溫度以上的溫度稱為蒸汽的過(guò)熱度。

　　口飽和曲線下的水為過(guò)冷水。

　　如果蒸汽從鍋爐中輸出的速度與其產(chǎn)生的速度相同，繼續(xù)增加的熱量?jī)H簡(jiǎn)單的增加了產(chǎn)量;如果蒸汽離開(kāi)鍋爐時(shí)受到阻擋，繼續(xù)增加的熱量仍然是那么多，則流入鍋爐的能量要比流出的能量多，這樣多余的能量就使壓力上升，由于飽和溫度和壓力是相關(guān)的，于是飽和溫度上升。

　　蒸發(fā)燴或潛熱(}hrg)

　　這指的是在沸騰溫度下水變成蒸汽需要吸收的熱量，期間，水和蒸汽的混合物溫度不上升，所有的能量用來(lái)把水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)(飽和蒸汽)。

　　以前稱之為潛熱是因?yàn)槠陂g熱量增加，而溫度卻沒(méi)有變化，現(xiàn)在用的術(shù)語(yǔ)是蒸發(fā)怡。

　　正如從冰到水的相變過(guò)程，蒸發(fā)的過(guò)程也是可逆的。當(dāng)蒸汽遇到較低溫度的表面時(shí)，蒸汽冷凝會(huì)放出同樣多的熱量。當(dāng)蒸汽作為加熱用途時(shí)，通常就是利用這部分熱量，也就是從蒸汽冷凝成凝結(jié)水所釋放的熱量。

　　飽和蒸汽燴或飽和蒸汽的總熱量

　　這是指飽和蒸汽的總能量，它是水的焙值和蒸發(fā)焙的總和。

　　BURKERT電磁閥在大氣壓下(0 bar g)，水在100℃時(shí)沸騰，把1kg水從?！婕訜岬?00℃需要吸收419kJ的熱量，因此，水從。℃到100℃的比怡是419 kJ/kg，正如上表中所示(見(jiàn)表2.2.2)0

　　如果把1 kg水從100℃全部加熱變?yōu)?00℃的蒸汽，需要再吸收2257kJ的熱量，如蒸汽表中所示(見(jiàn)表2.2.2)。

　　因此:蒸汽的比怡hg  = 419 + 2257

　　Obar g時(shí)的怡值hg=2676 kJ/kg

　　然而，大氣壓力下的蒸汽在實(shí)際應(yīng)用中受到很大限制，這是因?yàn)榇藟毫ο碌恼羝麩o(wú)法在管道中輸送到用汽點(diǎn)。

　　注意:由于蒸汽的壓力和比容的關(guān)系，(比容隨著壓力上升而下降)，通常鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽少要7 bar g ,蒸汽在高壓下產(chǎn)生可以使蒸汽輸送管道保持在合理的尺寸。

　　隨著蒸汽壓力升高，蒸汽的密度同樣也增大。由于比容是密度的倒數(shù)，則比容隨著壓力升高而降低。圖2.2.2表示的比容和壓力的關(guān)系，圖中表明，低壓下比容隨壓力變化非常大，而壓力較高時(shí)比容變化比較小。

　　BURKERT電磁閥可以反映飽和蒸汽的比容和其它參數(shù)的關(guān)系:

　　在7 bar g時(shí)，水的飽和溫度是1700C，此時(shí)把水加熱到飽和溫度需要的熱量比大氣壓下要多，表中給出了把1 kg水從?！婕訜岬斤柡蜏囟?70℃需要的熱量為721 kJ0

　　在7 bar g時(shí)把水變?yōu)檎羝枰臒崃勘却髿鈮毫ο碌男枰臒崃可?，這是因?yàn)檎羝麎毫ι仙龑?dǎo)致蒸發(fā)怡下降。

　　但是，由于比容同樣隨著壓力升高而降低，相同體積的蒸汽的傳熱量實(shí)際上是隨著蒸汽壓力上升而增加的。

　　BURKERT電磁閥在某個(gè)壓力下，具有沸點(diǎn)溫度的蒸汽被稱為干飽和蒸汽。然而，在工業(yè)鍋爐中產(chǎn)生100%干燥的蒸汽幾乎是不可能的，所以，這些蒸汽通常含有小水滴。實(shí)際上，當(dāng)蒸汽在水的表面破裂時(shí)，由于紊流和液體飛濺，蒸汽空間里實(shí)際是小水滴和蒸汽的混合物。

　　在鍋殼式鍋爐(見(jiàn)3章)中，熱量?jī)H傳遞給水，且蒸汽汽泡表面與水接觸，所以產(chǎn)生的蒸汽一般含有5%的水。如果蒸汽中水分的質(zhì)量份額為5%，那么就說(shuō)蒸汽是95%干燥，干度系數(shù)為0.950

　　濕蒸汽的實(shí)際蒸發(fā)怡是干度(勸和蒸發(fā)怡( h,g)的乘積，濕蒸汽含有的可用能量比干飽和蒸汽少。

　　當(dāng)水從。℃加熱到飽和溫度時(shí)，直到吸收到所有的液體怡h, (A一B)之前，其狀態(tài)一直是沿著飽和水線變化。如果繼續(xù)加熱，飽和水會(huì)保持飽和溫度不變的情況下繼續(xù)吸熱發(fā)生相變，直至吸收全部蒸發(fā)怡后，全部變?yōu)轱柡驼羝鹔fe(B-C)}

　　在此期間，當(dāng)汽水混合物干度增加時(shí)，其狀態(tài)沿飽和水線向飽和蒸汽線移動(dòng)，因此，在此兩個(gè)狀態(tài)正中的位置，干度x為0.5。同樣的，在飽和蒸汽線上的蒸汽干度為100%。當(dāng)它吸收到所有的蒸發(fā)怡，它到達(dá)了飽和蒸汽線，如果在此后仍繼續(xù)吸熱，蒸汽的溫度就會(huì)繼續(xù)升高并過(guò)熱(c一D)o

　　飽和水線和飽和蒸汽線形成了一個(gè)區(qū)域，在其中，蒸汽和水共同存在稱為濕蒸汽。在飽和水線左邊僅有水存在，在飽和蒸汽線右邊全部為過(guò)熱蒸汽。

　　飽和水線和飽和蒸汽線的交點(diǎn)為臨界點(diǎn)，壓力越靠近臨界點(diǎn)，蒸發(fā)燴就越少，在臨界點(diǎn)上，蒸發(fā)怡為零。也就是說(shuō)，在臨界點(diǎn)上，水直接變?yōu)轱柡驼羝?/p>

　　在臨界點(diǎn)以上僅有氣體存在。氣態(tài)時(shí)分子運(yùn)動(dòng)幾乎不受到限制，當(dāng)壓力降低的時(shí)候，體積會(huì)增大。

　　臨界點(diǎn)是液體能夠存在的高溫度，在臨界點(diǎn)以上對(duì)氣體進(jìn)行定溫壓縮，蒸汽不會(huì)產(chǎn)生相變。

　　在臨界點(diǎn)以下對(duì)蒸汽進(jìn)行定溫壓縮，蒸汽就會(huì)從過(guò)熱區(qū)域進(jìn)入濕蒸汽區(qū)域而液化。

　　在374.15℃和221.2 bar a時(shí)達(dá)到蒸汽的臨界點(diǎn)。在此壓力以上的蒸汽被稱為臨界，沒(méi)有確切定義的沸騰點(diǎn)。

　　BURKERT電磁閥指的是從冷凝水罐排放和直接向大氣排放的蒸汽疏水閥排放口排出的蒸汽。那么，水是如何在不額外增加熱量的情況下而變成蒸汽的呢?

　　閃蒸蒸汽發(fā)生于高壓的水(水溫高于低壓時(shí)的飽和溫度)變?yōu)榈蛪旱臅r(shí)候。如果高壓水的溫度低于低壓水的飽和溫度，那么閃蒸蒸汽就不會(huì)產(chǎn)生。當(dāng)冷凝水從蒸汽疏水閥經(jīng)過(guò)的時(shí)候，通常上游溫度足夠高，就會(huì)產(chǎn)生閃蒸蒸汽，見(jiàn)圖2.2.40

　　BURKERT電磁閥飽和溫度為1590C，通過(guò)蒸汽疏水閥后壓力為。bar g ,  1 kg冷凝水在5 bar g時(shí)具有

　　的能量是671 kJ，根據(jù)熱力學(xué)定律，低壓側(cè)的冷凝水含有的能量與高壓側(cè)的能量必然相同，遵守能量守恒定律。

　　因此，低壓側(cè)的冷凝水的能量同樣也是671 kJ，但是，0 bar g的水中多含有419kJ熱量，低壓側(cè)的能量就與高壓側(cè)不平衡，多余671-419=252 kJ，這樣，對(duì)水來(lái)說(shuō)，就會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱。這些過(guò)剩的熱量就會(huì)使部分冷凝水沸騰形成閃蒸蒸汽，這個(gè)沸騰的過(guò)程就叫閃蒸。因此，原來(lái)存在于高壓側(cè)冷凝水中的能量現(xiàn)在就存在于低壓側(cè)的水和蒸汽的混合物之中了。