從作為熱媒的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看,蒸汽有著很多其它熱媒無(wú)法比擬的優(yōu)越性,在這當(dāng)中,以下是最突出的兩點(diǎn):
能夠均勻加熱 能夠快速加熱
蒸汽如何能確保穩(wěn)定、均勻的加熱?
對(duì)于飽和蒸汽,如果知道蒸汽壓力就能確定蒸汽溫度。空間內(nèi)的壓力可迅速變化。當(dāng)飽和蒸汽發(fā)生冷凝,此時(shí)的冷凝溫度就是飽和溫度,并且飽和水(冷凝水)也是飽和溫度。這就意味著如果維持換熱面(夾套或者盤(pán)管內(nèi)部)的壓力在一個(gè)常量,在換熱面的每個(gè)位置都可以進(jìn)行相同溫度的換熱。
傳熱量由傳熱系數(shù)表示(=傳熱膜的系數(shù))。
單位是[W/m² K]。
tr W = J/sec,因此如果換熱是在相同的換熱面積和相同的溫差下進(jìn)行,傳熱系數(shù)越大,所需加熱的時(shí)間越短。
熱水和蒸汽的粗略的傳熱系數(shù)如下:
以熱水作為熱源,熱量通過(guò)換熱器換熱面的速率:
1000 — 6000 [W/m² K]
以用蒸汽作為熱源,熱量通過(guò)換熱器換熱面的速率:
6000 — 15000 [W/m² K]
實(shí)際的工況中,換熱過(guò)程包括換熱器內(nèi)表面的換熱和通過(guò)換熱面?zhèn)鬟f到被加熱產(chǎn)品兩部分,必須使用總的換熱系數(shù)[W/m² K]來(lái)估算換熱效率。不同換熱器的換熱系數(shù)差別很大,盡管如此,使用蒸汽換熱的數(shù)值是使用熱水的1.5-2倍。
通過(guò)冷凝傳熱(蒸汽)
當(dāng)然,秘密就是冷凝過(guò)程就是熱量傳遞的過(guò)程。
蒸汽中的潛熱在蒸汽冷凝成液體時(shí)被釋放出來(lái),所釋放的潛熱的量比冷凝后的熱水(飽和水)中所含的顯熱大2-5倍。潛熱被瞬間釋放并且通過(guò)換熱器傳遞到被加熱的產(chǎn)品。
通過(guò)對(duì)流傳熱(熱水和熱油)
對(duì)比發(fā)現(xiàn),熱水和熱油通過(guò)對(duì)流傳熱,沒(méi)有相變,熱煤通過(guò)降低自身溫度傳遞熱量給被加熱的產(chǎn)品。工業(yè)領(lǐng)域的主流技術(shù)是通過(guò)設(shè)備,例如泵等使流體流過(guò)換熱表面,進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流。