蒸気の温度について
Thread Content
皆さん、今日ふとこんな疑問が浮かびました。過熱蒸気の温度は圧力の影響を受けるのでしょうか？例えば1.0MPAの蒸気、私たちが普段よく知っている過熱蒸気の温度は、おおよそ240～250度ですが、これをさらに加熱して温度を上げ続けることはできるのでしょうか？（圧力は上昇するはずですね、とりあえずそれは考慮しないでください）私の疑問は、水の沸点のように、間違いなく圧力によって決まるのであれば、もし高圧の蒸気を作りたいと思ったら、圧力の制限を受けないのでしょうか？ずっと蒸気を加熱し続ければいいだけなのでしょうか？
水蒸気は一定の温度に加熱されると分解するが、その圧力下での飽和温度に達して初めて、水蒸気は対応する圧力を持つことができる。したがって、水蒸気圧には必ず上限がある
10キログラムの過熱蒸気は、通常、35キログラムの過熱蒸気を減圧して得られるもので、この圧力は減圧後のユーザーが求める蒸気圧によって決まります。主な用途としては、タービンの後段にある蒸気ジェットポンプ、減圧用のエキストラクター、およびサイドラインのない廃水のスチームストリッピングがあります。これらの要件を満たす上で、蒸気圧はできるだけ低くする必要があります。私たちは主にタービンを使って発電し、圧力を下げることでより多くの電力を生み出すのです。
つまり、水蒸気を一定の温度まで加熱したいなら、一定の圧力下に保つ必要があるということですよね？
圧力は温度上昇によって生じるもので、圧力が上昇して温度が上がるわけではない。密閉系では温度が上がるとそれに伴って圧力も生じる
では、そういうことなら、密閉された容器の中で熱量が十分あれば、どんな圧力の蒸気でも発生させることができるのですか？
私はこう考えます。十分な熱量があれば、容器は十分な温度や圧力に耐えられ、理論上はどんな圧力の蒸気でも生成できるのです。------天津滨海の危険物化学倉庫にこのような設備があれば、爆発の範囲は倉庫内に限られ、影響は及ばないでしょう。
大学の頃、熱力学の先生がこの問題について講義されたのを覚えています。08年のことでしたね。当時の私の能力では、およそ500度程度の蒸気だったと思います。その後仕事を始めてからはこの問題に触れる機会もなく、正確な数値は分かりません
実は、一つだけはっきりさせたいことがあって、私たちの中圧ボイラーで生成される蒸気の温度が比較的低いんです。この温度が低いのは、ボイラーの圧力と関係があるのかどうかを知りたいのです
過熱蒸気ということなら、圧力とは無関係で、水の分解温度に達しない限り、理論上は非常に高くすることができる。実際には、装置の材質や工程条件の制約により、無限に高めることはできない。
過熱蒸気を生成！過熱度次第です。常圧塔の塔底での蒸気温度は400度、圧力は0.3MPaです
実際の生産で使用される飽和蒸気や過熱蒸気に関する知識や技術は、数十年にわたる実践経験から得られたものです。必要なのは学ぶことであり、疑問を持つことではありません。何も理解していないのに疑問を呈しても、何ができるというのでしょう。理論的なことは小木虫や大学の教授、大学院生たちと一緒に研究すればよいのです。ここのエンジニアたちはこの分野には不慣れです
水蒸気は水の気体状態であり、実際にはこの問題を考える必要はない。例えば窒素のようなどんな気体でも、その温度を上げたいのであれば十分な熱を与えればよい。もし等圧過程であれば、理想気体状態方程式により体積は比例して増大し、等容過程であれば圧力が比例して増大する。要するに、熱力学上の単純な変化に過ぎない。もちろん、実在気体と理想気体にはいくつかの違いがある。過熱蒸気である以上、どの程度過熱するかは事前に設定できる。
工学熱力学においては、過熱蒸気について多くの議論がなされている。明日、説明を貼り出しておきますので、参考にしてください。