飽和蒸汽

當液體在有限的密閉空間中蒸發時，液體分子通過液麪進入上面空間，成為蒸汽分子。由於蒸汽分子處於紊亂的熱運動之中，它們相互碰撞，並和容器壁以及液麪發生碰撞，在和液麪碰撞時，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於返回液體中分子的數目，隨着蒸發的繼續進行，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，則蒸發與凝結處於動平衡狀態，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，其對應的蒸汽是飽和蒸汽，但最初只是濕飽和蒸汽，待蒸汽中的液態水完全蒸發後才是幹飽和蒸汽。蒸汽從不飽和到濕飽和再到幹飽和的過程温度是不增加的，幹飽和之後繼續加熱則温度會上升，成為過熱蒸汽。

飽和蒸汽具有如下特點：

（1）飽和蒸汽的温度與壓力之間一一對應，二者之間只有一個獨立變量。理想的飽和蒸汽狀態，指的是温度、壓力及蒸汽密度三者存在一一對應的關係，知道其中一個，其他二個值就是定數。存在這種關係的蒸汽就是飽和蒸汽，否則都可以視為過熱蒸汽進行計量，如圖1為飽和蒸汽壓力與温度對照表；

（2）飽和蒸汽容易凝結，在傳輸過程中如有熱量損失，蒸汽中便有液滴或液霧形成，並導致温度與壓力的降低。含有液滴或液霧的蒸汽稱為濕蒸汽。嚴格來説，飽和蒸汽或多或少都含有液滴或液霧的雙相流體，所以，不同狀態下不能用同一氣體狀態方程式來描述。飽和蒸汽中液滴或液霧的含量反映了蒸汽的質量，一般用幹度這一參數來表示。蒸汽的幹度是指單位體積飽和蒸汽中幹蒸汽所佔的百分數，以“x”表示；

（3）準確計量飽和蒸汽流量比較困難，因為飽和蒸汽的幹度難以保證，一般流量計都不能準確檢測雙相流體的流量，蒸汽壓力波動將引起蒸汽密度的變化，流量計示值產生附加誤差。所以在蒸汽計量中，必須設法保持測量點處蒸汽的幹度以滿足要求，必要時還應採取補償措施，實現準確的測量。

使用流量儀表測量蒸汽流量，其測量介質為單相的飽和蒸汽。

用於檢測氣體流量的流量計種類很多，以速度式和容積流量計應用最普遍，它們的共同特點是隻能連續測定工況下的體積流量，而體積流量又是狀態的函數，工作狀態下的體積流量不能確切的表示實際流量，工程上一般都以標準狀態體積流量或質量流量表示。所謂標準狀態體積是0℃、1個標準大氣壓下的氣體體積或20℃、1個標準大氣壓下的體積。以質量流量為計量單位的情況應用不多。採用刻度氣體流量計時，選定氣體正常温度、壓力為設計條件，將設計狀態下的體積流量折算為標準體積流量或質量流量，其折算係數中含有氣體密度的因素，當氣體介質的工作狀態偏離設計狀態，流量示值將產生誤差。此外氣體介質的組成、含量或温度的變化，對流量測量也產生影響，所以蒸汽流量的測量更需要採取補償措施，並且因蒸汽的狀態變化補償因素也比較複雜。如圖《飽和蒸汽流量計》所示。

無論採用何種流量計檢測飽和蒸汽的流量，在蒸汽壓力波動的條件下工作，必須採取壓力補償措施，這是因為在流量方程中，都含有蒸汽密度的因素，工作條件與設計條件不一致時，讀數會產生誤差，誤差的大小和工作壓力與設計壓力偏差的大小有關，P_實>P_設將出現負誤差，否則將出現正誤差，可採取以下三項措施：

（1）輸送蒸汽的管路必須有良好的保温措施防止熱量損失；

（2）在蒸汽管路上要逐段疏水，在管道的最低處及儀表前的管道上應設置疏水器，及時排出冷凝水；

（3）鍋爐操作中應避免出現汽包液位過高現象，儘量減少負荷出現大的波動。

飽和蒸汽温度和壓力成一一對應關係，知道温度就知道壓力，倆者知道其一就可以了。

查飽和蒸汽的焓值，需要通過熵焓表。但飽和蒸汽温度和壓力是對應關係，因此只需監測兩者之中任一個數據，然後根據熵焓表查出對應的焓值，乘以蒸汽量，就能計算飽和蒸汽的熱量。而過熱蒸汽的温度和壓力關係不對應，要計算過熱蒸汽的熱量必需監測過熱蒸汽的温度和壓力兩個數據，根據這兩個數據才能查出對應焓值。