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飽和蒸気表 — 温度と圧力

飽和蒸気の温度、圧力、エンタルピー、比容積、エントロピーなどの物性。

steamtablesaturatedデータ表

概要

飽和蒸気は、その圧力に対応する沸点で存在します。飽和蒸気表は、液相と気相の境界にある水の熱力学特性(温度、圧力、比容積、エンタルピー、エントロピー)を提供します。これらの値は、熱交換器の設計、蒸気システムの設計、フラッシュ蒸気の計算、および復水管理に不可欠です。

オンライン飽和蒸気表計算機。飽和蒸気の熱力学特性を計算するオンライン計算機。

主要な公式

蒸気の品質(乾き度)

x=dfracmvmtotalx = dfrac{m_v}{m_{total}}

二相混合物中の蒸気の質量分率。品質は飽和液で0、飽和蒸気で1になります。

湿り蒸気のエンタルピー

h=hf+xcdothfgh = h_f + x cdot h_{fg}

ここで hfh_f は飽和液のエンタルピー、hfgh_{fg} は蒸発潜熱です。

復水からのフラッシュ蒸気

mflash=mliquidcdotdfrachf1hf2hfg2m_{flash} = m_{liquid} cdot dfrac{h_{f1} - h_{f2}}{h_{fg2}}

高圧の復水が低圧に放出されたときに発生する蒸気量を推定します。添字1は元の状態、添字2はフラッシュ圧力を示します。

熱伝達からの復水負荷

dotmc=dfracQhfgdot{m}_c = dfrac{Q}{h_{fg}}

蒸気負荷 QQ(kW)が所定の飽和圧力で加えられたときに生成される復水量。

変数

記号説明単位
xx蒸気乾き度
hfh_f飽和液の比エンタルピーkJ/kg
hfgh_{fg}蒸発潜熱kJ/kg
hh湿り蒸気の比エンタルピーkJ/kg
QQ熱伝達率kW
m˙c\dot{m}_c復水質量流量kg/s

温度別の飽和蒸気特性

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飽和蒸気特性 — 選択温度(IAPWS値)
温度 (°C)
圧力 (bar)
比容積(液体) (m³/kg)
比容積(蒸気) (m³/kg)
h_f (kJ/kg)
h_fg (kJ/kg)
h_g (kJ/kg)
0.010.006110.001206.14025012501
200.023390.00100257.7983.92454.12538
400.073840.00100819.52167.52406.72574.2
600.19940.0010177.671251.12358.42609.5
800.47390.0010293.407334.92308.82643.7
1001.01330.0010441.673419.122572676.1
1201.9850.001060.8913503.72202.62706.3
1403.6140.001080.5085589.22144.72733.9
1606.1810.0011020.3068675.52082.22757.7
18010.030.0011270.1938763.220142777.2
20015.550.0011570.1272852.41939.72792.1
22023.20.001190.08604943.71858.62802.3
24033.480.0012290.059651037.61768.62806.2
26046.920.0012760.042131134.91667.12802
28064.170.0013320.03011236.71551.42788.1
30085.840.0014040.021651344.91416.72761.6
340145.90.0016380.011511594.21054.42648.6
374.15220.90.0031550.0031552099.302099.3

出典: engineeringtoolbox.com

圧力別の飽和蒸気特性

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飽和蒸気特性 — 選択圧力
圧力 (bar)
温度 (°C)
比容積(蒸気) (m³/kg)
比容積(液体) (m³/kg)
h_f (kJ/kg)
h_fg (kJ/kg)
h_g (kJ/kg)
0.017129.2129.32484.92514.2
0.0532.928.19137.82423.42561.2
0.145.814.67191.82392.82584.6
0.581.33.24340.52305.42645.9
199.61.6940.001043417.422582675.4
2120.20.8854504.72201.92706.6
5151.90.3749640.22108.52748.7
10179.90.1944762.82015.32778.1
15198.30.1318844.81947.32792.1
20212.40.09963908.81890.72799.5
30233.90.066681008.41795.72804.1
50263.90.039441154.21640.12794.3
1003110.018031407.61319.72727.3
150342.20.010341610.51000.62611.1
200365.80.005871826.65862412.6

出典: engineeringtoolbox.com

フラッシュ蒸気計算機

温度からの近似飽和蒸気特性

近似の範囲: Magnus 式による圧力は 0~60 °C でのみ使用してください。それ以上では飽和蒸気表または IAPWS 物性を使用します。

この計算機は、高圧の復水が低圧に放出されたときに発生するフラッシュ蒸気を推定するために使用します。

フラッシュ蒸気分率

湿り蒸気エンタルピーと復水負荷

蒸気圧力単位換算器

飽和蒸気単位換算器

工学的注意事項

  • 臨界点: 374.15 °C、220.9 barでは液体と蒸気の区別がなくなります。潜熱 hfgh_{fg} はゼロになり、液体と蒸気の比容積は等しくなります。
  • 低圧蒸気: 約0.1 bar(約46 °C)以下では、蒸気密度が非常に低く、比容積が極めて大きくなります。このため、低圧真空蒸気を効率的に輸送することは困難です。
  • フラッシュ蒸気回収: 10 barシステムから大気圧に放出された復水は、質量で約15%のフラッシュ蒸気を発生させます。フラッシュ容器は通常、この蒸気を低圧暖房負荷用に回収するよう設計されます。
  • 過熱 vs 飽和: これらの表は飽和条件のみを対象としています。蒸気が飽和温度以上に加熱された場合には、過熱蒸気表またはIAPWS-IF97の定式化が必要です。
  • 蒸気品質の測定: 実際には、蒸気品質 xx は絞り熱量計または分離熱量計で測定されます。一般的なボイラー蒸気品質はドラム出口で0.95–0.99です。
  • 復水の腐食: 飽和復水には溶解したCO₂が含まれ、炭酸を形成します。復水のpHを7以上に保ち、蒸気主管にエアベントを設置して酸素による孔食を最小限に抑えてください。

参考文献