Tabela de vapor saturado — temperatura e pressão
Propriedades do vapor saturado: temperatura, pressão, entalpia, volume específico e entropia.
Visão Geral
O vapor saturado existe no ponto de ebulição correspondente à sua pressão. A tabela de vapor saturado fornece propriedades termodinâmicas — temperatura, pressão, volume específico, entalpia e entropia — para a água na fronteira entre as fases líquida e vapor. Esses valores são essenciais para o dimensionamento de trocadores de calor, projeto de sistemas de vapor, cálculos de vapor flash e gerenciamento de condensado.
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Fórmulas Principais
Qualidade do Vapor
Fração mássica do vapor em uma mistura bifásica. A qualidade é igual a 0 para líquido saturado e 1 para vapor saturado.
Entalpia do Vapor Úmido
Onde é a entalpia do líquido saturado e é o calor latente de vaporização.
Vapor Flash do Condensado
Estima o vapor gerado quando o condensado de alta pressão é descarregado em uma pressão mais baixa. O subscrito 1 denota a condição original; o subscrito 2 denota a pressão de flash.
Carga de Condensado da Transferência de Calor
Taxa de condensado produzido quando uma carga de vapor (kW) é aplicada em uma dada pressão de saturação.
Variáveis
| Símbolo | Descrição | Unidade |
|---|---|---|
| Steam quality (dryness fraction) | — | |
| Specific enthalpy of saturated liquid | kJ/kg | |
| Latent heat of vaporization | kJ/kg | |
| Specific enthalpy of wet steam | kJ/kg | |
| Heat transfer rate | kW | |
| Condensate mass flow rate | kg/s |
Propriedades do Vapor Saturado por Temperatura
Temperatura (°C) | Pressão (bar) | Volume Específico (líquido) (m³/kg) | Volume Específico (vapor) (m³/kg) | h_f (kJ/kg) | h_fg (kJ/kg) | h_g (kJ/kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.01 | 0.00611 | 0.001 | 206.14 | 0 | 2501 | 2501 |
| 20 | 0.02339 | 0.001002 | 57.79 | 83.9 | 2454.1 | 2538 |
| 40 | 0.07384 | 0.001008 | 19.52 | 167.5 | 2406.7 | 2574.2 |
| 60 | 0.1994 | 0.001017 | 7.671 | 251.1 | 2358.4 | 2609.5 |
| 80 | 0.4739 | 0.001029 | 3.407 | 334.9 | 2308.8 | 2643.7 |
| 100 | 1.0133 | 0.001044 | 1.673 | 419.1 | 2257 | 2676.1 |
| 120 | 1.985 | 0.00106 | 0.8913 | 503.7 | 2202.6 | 2706.3 |
| 140 | 3.614 | 0.00108 | 0.5085 | 589.2 | 2144.7 | 2733.9 |
| 160 | 6.181 | 0.001102 | 0.3068 | 675.5 | 2082.2 | 2757.7 |
| 180 | 10.03 | 0.001127 | 0.1938 | 763.2 | 2014 | 2777.2 |
| 200 | 15.55 | 0.001157 | 0.1272 | 852.4 | 1939.7 | 2792.1 |
| 220 | 23.2 | 0.00119 | 0.08604 | 943.7 | 1858.6 | 2802.3 |
| 240 | 33.48 | 0.001229 | 0.05965 | 1037.6 | 1768.6 | 2806.2 |
| 260 | 46.92 | 0.001276 | 0.04213 | 1134.9 | 1667.1 | 2802 |
| 280 | 64.17 | 0.001332 | 0.0301 | 1236.7 | 1551.4 | 2788.1 |
| 300 | 85.84 | 0.001404 | 0.02165 | 1344.9 | 1416.7 | 2761.6 |
| 340 | 145.9 | 0.001638 | 0.01151 | 1594.2 | 1054.4 | 2648.6 |
| 374.15 | 220.9 | 0.003155 | 0.003155 | 2099.3 | 0 | 2099.3 |
Fonte: engineeringtoolbox.com
Propriedades do Vapor Saturado por Pressão
Pressão (bar) | Temperatura (°C) | Volume Específico (vapor) (m³/kg) | Volume Específico (líquido) (m³/kg) | h_f (kJ/kg) | h_fg (kJ/kg) | h_g (kJ/kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.01 | 7 | 129.21 | — | 29.3 | 2484.9 | 2514.2 |
| 0.05 | 32.9 | 28.19 | — | 137.8 | 2423.4 | 2561.2 |
| 0.1 | 45.8 | 14.67 | — | 191.8 | 2392.8 | 2584.6 |
| 0.5 | 81.3 | 3.24 | — | 340.5 | 2305.4 | 2645.9 |
| 1 | 99.6 | 1.694 | 0.001043 | 417.4 | 2258 | 2675.4 |
| 2 | 120.2 | 0.8854 | — | 504.7 | 2201.9 | 2706.6 |
| 5 | 151.9 | 0.3749 | — | 640.2 | 2108.5 | 2748.7 |
| 10 | 179.9 | 0.1944 | — | 762.8 | 2015.3 | 2778.1 |
| 15 | 198.3 | 0.1318 | — | 844.8 | 1947.3 | 2792.1 |
| 20 | 212.4 | 0.09963 | — | 908.8 | 1890.7 | 2799.5 |
| 30 | 233.9 | 0.06668 | — | 1008.4 | 1795.7 | 2804.1 |
| 50 | 263.9 | 0.03944 | — | 1154.2 | 1640.1 | 2794.3 |
| 100 | 311 | 0.01803 | — | 1407.6 | 1319.7 | 2727.3 |
| 150 | 342.2 | 0.01034 | — | 1610.5 | 1000.6 | 2611.1 |
| 200 | 365.8 | 0.00587 | — | 1826.6 | 586 | 2412.6 |
Fonte: engineeringtoolbox.com
Calculadora de Vapor Flash
Propriedades Aproximadas do Vapor Saturado a partir da Temperatura
Faixa da aproximação: use o resultado de pressão de Magnus apenas entre 0 e 60 °C. Acima disso, consulte a tabela de vapor saturado ou as propriedades IAPWS.
Use esta calculadora para estimar o vapor flash gerado quando o condensado a uma pressão mais alta é liberado para uma pressão mais baixa.
Fração de vapor flash
Entalpia do Vapor Úmido e Carga de Condensado
Conversor de Unidades de Pressão de Vapor
Conversor de Unidades de Vapor Saturado
Notas de Engenharia
- Ponto crítico: A 374.15 °C e 220.9 bar a distinção entre líquido e vapor desaparece. O calor latente cai para zero, e os volumes específicos do líquido e do vapor se igualam.
- Vapor de baixa pressão: Abaixo de cerca de 0.1 bar (aproximadamente 46 °C), a densidade do vapor é muito baixa e o volume específico se torna extremamente grande. Isso torna o vapor a vácuo de baixa pressão difícil de transportar de forma eficiente.
- Recuperação de vapor flash: Condensado descarregado de um sistema de 10 bar para pressão atmosférica produz aproximadamente 15% de vapor flash em massa. Vasos flash são dimensionados para recuperar esse vapor para cargas de aquecimento de baixa pressão.
- Superaquecimento vs. saturação: Essas tabelas cobrem apenas condições saturadas. Tabelas de vapor superaquecido ou a formulação IAPWS-IF97 são necessárias quando o vapor é aquecido acima de sua temperatura de saturação.
- Medição de qualidade do vapor: Na prática, a qualidade do vapor é medida com um calorímetro de estrangulamento ou calorímetro separador. A qualidade típica do vapor da caldeira na saída do tambor é 0.95–0.99.
- Corrosão do condensado: Condensado saturado contém CO₂ dissolvido formando ácido carbônico. Mantenha o pH do condensado acima de 7 e instale purgadores de ar nas linhas principais de vapor para minimizar picos de oxigênio.
Referências
- Fonte Original — Engineering ToolBox: Vapor Saturado
- Spirax Sarco — Tabelas de Vapor
- Associação Internacional para as Propriedades da Água e do Vapor (IAPWS), Formulação Industrial 1997 (IF97)