1.4热焓值的理解-广州维远工业控制设备有限公司

为什么蒸汽压力越高，反而其热焓值越低？

一、 首先，了解几个概念

h_f = 液体焓 (显热)(kJ/kg)，也就是我们平常说的h′---我们不能利用的热量；

h_g = 饱和蒸汽的总焓 (总热量)(kJ/kg)，也就是我们平常说的h″；

h_fg = 蒸发焓 (潜热)(kJ/kg)-我们可以利用的热量，也就是我们平常说的h″-h′。

h_fg = h_g - h_f= h″- h′

这几个参数非常重要，以后各种热能工程的计算，阀门管道和设备选型，都需要查蒸汽表（蒸汽的物理性质）中的这个数据。

二、我们知道，饱和蒸汽每一个状态点的的热力学特性参数是固定的，这也就是我们为什么要使用饱和蒸汽的原因。对上面几个概念的理解：

1、h_f = 液体焓 (显热)：水在液态下，把它的温度从0℃提高到可以汽化的温度，这个阶段吸收的热量称为水的液体焓或显热。

我们把0℃的水的焓定义为零，于是其它状态的焓就可以根据其参考状态得出。

在大气压下(0 bar g)，水在100℃时沸腾，把1kg水从0℃加热到100℃需要吸收419 kJ热量。由此可以推导出水的比热容Cp是4.19 kJ/(kg·℃)。

2、蒸发焓或潜热(hfg)，也可称之为潜热：

这指的是在沸腾温度下水变成蒸汽所需要吸收的热量，期间，水和蒸汽的混合物温度不上升，所有的能量都用来把水由液态变为气态，即饱和蒸汽。

正如从冰到水的相变过程，蒸发的过程也是可逆的。当蒸汽遇到较低温度的表面时，蒸汽冷凝会放出同样多的热量。当蒸汽作为加热用途时，通常就是利用这部分热量，也就是从蒸汽冷凝成凝结水所释放的热量。

3、h_g = 饱和蒸汽的总焓 (总热量)

这是指饱和蒸汽的总能量，它是水的焓值和蒸发焓的总和。

三、 压力与焓值的关系

1、在大气压力下水的饱和温度是100℃，但是，如果压力下降，比如说在西藏，则饱和温度会降低，其液体焓就低，水在80℃左右就可以烧开了；如果压力上升，将会吸收更多的热量，饱和温度也将上升，但是并不发生相变。因此，增加压力有效增加了水的焓值和饱和温度。

2、随着蒸汽压力升高，蒸汽的密度同样也增大。由于比容是密度的倒数，则比容随着压力升高而降低。

低压下比容随压力变化非常大，而压力较高时比容变化比较小，所以压力越高时，饱和蒸汽的总热量h_g肯定要增加，但其增加的比例就越少。从附表二中可看出，压力越高时，水的焓值h_f增加得相对较多，而这部分热量是不能使用的，因此可以使用的实际蒸发焓h_fg就相对要比低压时少。

3、这从下面2个图中也可以看出，当压力越高时，饱和水由液态汽化为气态的蒸发过程（图中的水平线）是缩短的，这一段也就是我们说的蒸发焓h_fg，（即热焓值）。

四、总结：一般使用蒸汽的原则为：高压输送，低压使用。

1、蒸汽的压力增加,比容会减少,密度会增加。所以蒸汽输送的原则是高压输送，而此时管径会比较小。

2、因为压力越低，饱和蒸汽的热焓值越高，而且所有管道及换热设备等的制造成本也相对低很多，因此使用蒸汽时，在保证工艺要求的前提下，尽量使用较为低压的蒸汽。

附图一：附图二：

附表三：