當液體在有限的密閉空間中蒸發時,液體分子通過液面進入上面空間,成為蒸汽分子。由于蒸汽分子處于紊亂的熱運動之中,它們相互碰撞,并和容器壁以及液面發生碰撞,在和液面碰撞時,有的分子則被液體分子所吸引,而重新返回液體中成為液體分子。開始蒸發時,進入空間的分子數目多于返回液體中分子的數目,隨著蒸發的繼續進行,空間蒸汽分子的密度不斷增大,因而返回液體中的分子數目也增多。當單位時間內進入空間的分子數目與返回液體中的分子數目相等時,則蒸發與凝結處于動平衡狀態,這時雖然蒸發和凝結仍在進行,但空間中蒸汽分子的密度不再增大,此時的狀態稱為飽和狀態。在飽和狀態下的液體稱為飽和液體,其蒸汽稱為干飽和蒸汽(也稱飽和蒸汽)。
水在一定的壓力下加熱,水的溫度隨著不斷加熱而上升,當水溫升高到某一溫度時,水就開始沸騰,這時候水的溫度稱為沸騰溫度。如在繼續加熱,水溫保持不變,水即開始氣化,而逐步變為蒸汽。水在一定的壓力下的沸騰溫度也稱為飽和溫度。這個溫度與其所受壓力大小有關,壓力愈大,則沸騰溫度也就越高;反之,壓力小,則沸騰溫度也低。 例如壓力為0.10MPa(1atm)時,其飽和溫度為99.09°C;壓力為4.05MPa(40atm)時,其飽和溫度為249.18°C;壓力為10.13MPa(100atm)時,其飽和溫度為309.53°C.
以上可知,水在一定壓力下,加熱至沸騰,水就開始氣化,也就逐漸變為蒸汽,這時蒸汽的溫度也就等于飽和溫度。這種狀態的蒸汽就稱為飽和蒸汽。
如果把飽和蒸汽繼續進行加熱,其溫度將會升高,并超過該壓力下的飽和溫度。這種超過飽和溫度的蒸汽就稱為過熱蒸汽。
簡單點說,飽和蒸汽溫度和壓力成一一對應關系,知道溫度就知道壓力,倆者知道其一就可以了。過熱蒸汽沒這種關系。
如果用戶是為了達到更精確的計量監控,建議都視為過熱蒸汽,對溫度和壓力補償,但考慮成本問題,客戶也可以只對溫度進行補償。理想的飽和蒸汽狀態,指的是溫度、壓力及蒸汽密度三者存在一一對應的關系,知道其中一個,其他二個值就是定數。存在這種關系的蒸汽就是飽和蒸汽,否則都可以視為過熱蒸汽進行計量。實際使用過程中過熱蒸汽的溫度可以較高,壓力一般都相對較低(較飽和蒸汽)。
0.7MPa,200℃蒸汽就是這樣,屬過熱蒸汽!
蒸汽的流量計量是流量計量行業里難度比較大的一種。對于300度以下的飽和蒸汽的計量,業內一般為使用渦街流量計比較合適。當然對于振動很大的場合或者溫度高于300度,管徑也較大的場合,渦街流量計就不太適合了。這是因為,,渦街流量計的感應原件----壓電陶瓷收到其物理性能的限制無法長期承受高溫。第二,渦街流量計的工作原理決定了它無法再較強的振動環境中工作。在這種情況下孔板之類傳統的差壓流量計是個很好的選擇。不可否認孔板確實存在著壓損較大的缺點,但是對于高溫、大管徑這樣的場合,他還是一個可以考慮的對象。
現在,大連中隆儀表公司有一種國際產品-----MPA流量計,即克服了孔板流量計壓損大,流量測量范圍窄的缺點;又具有孔板流量計抗振性強的優點。非常適合在高溫、高壓和振動環境下長期穩定工作?,F已在熱電熱力等行業的高溫過熱蒸汽的計量實踐中得到很好的應用。