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管理信息化 OA 自动化火电厂自动 化电气自动化毕业设计外文翻译 蒸发汽化的基础和使用 1 1.1 为何需要了解蒸汽 对于目前为止最大的发电工业部门来说，蒸汽动力是最为基础性的。若没有 蒸汽动力，社会的样子将会变得和现在大为不同。我们将不得已的去依靠水力发 电厂、风车、电池、太阳能蓄电池和燃料电池，这些方法只能为我们平日用电提 供很小的一部分。 蒸汽是很重要的，产生和使用蒸汽的安全与效率取决于怎样控制和应用仪表， 在术语中通常被简写成 CI （控制和仪表）。此书旨在在发电厂的工程规程和电子 学、仪器仪表以及控制工程之间架设一座桥梁。 作为开篇，我将在本章大体描述由水到蒸汽的形态变化，然后将叙述蒸汽产 生和使用的基本原则的概述。这看似简单的课题实际上却极为复杂。这里，我们 有必要做一个概述：这本书不是内容详尽的论文，有的时候甚至会掩盖一些细节， 而这些细节将会使热力学家和燃烧物理学家都为之一震。但我们应该了解，这本 书的目的是为了使控制仪表工程师充分理解这一课题，从而可以安全的处理实用 控制系统设计、运作、维护等方面的问题。， 1.2 沸腾：水到蒸汽的状态变化 当水被加热时，其温度变化能通过某种途径被察觉（例如用温度计）。通过 这种方式得到的热量因为在某时水开始沸腾时其效果可被察觉，因而被称为感热。 然而，我们还需要更深的了解。“沸腾”究竟是什么含义？在深入了解之前， 我们必须考虑到物质的三种状态：固态，液态，气态。（当气体中的原子被电离 1 The basics of steam generation and use 时所产生的等离子气体经常被认为是物质的第四种状态，但在实际应用中，只需 考虑以上三种状态）固态，物质由分子通过分子间的吸引力紧紧地靠在一起。当 物质吸收热量，分子的能量升级并且使得分子之间的间隙增大。当越来越多的能 量被吸收，这种效果就会加剧，粒子之间相互脱离。这种由固态到液态的状态变 化通常被称之为熔化。 当液体吸收了更多的热量时，一些分子获得了足够多的能量而从表面脱离， 这个过程被称为蒸发（凭此洒在地面的水会逐渐的消失）在蒸发的过程中，一些 分子是在相当低的温度下脱离的，然而随着温度的上升，分子更加迅速的脱离， 并且在某一温度上液体内部变得非常剧烈，大量的气泡向液体表面升起。在这时 我们称液体开始沸腾。这个过程是变为蒸汽的过程，也就是液体处于汽化状态。 让我们试想大量的水装在一个敞开的容器内。液体表面的空气对液体施加了 一定的压力，随着液体温度的上升，便会有足够的能量使得表面的分子挣脱出去， 水这时开始改变自身的状态，变成蒸汽。在此条件下获得更多的热量将不会引起 温度上的明显变化。所增加的能量只是被用来改变液体的状态。它的效用不能用 温度计测量出来，但是它仍然发生着。正因为如此，它被称为是潜在的，而不是 可认知的热量。使这一现象发生的温度被称为是沸点。在常温常压下，水的沸点 为 100 摄氏度。 如果液体表面的压力上升，需要更多的能量才可以使得水变为蒸汽的状态。 换句话说，必须使得温度更高才可以使它沸腾。总而言之，如果大气压力比正常 值升高百分之十，水必须被加热到一百零二度才可以使之沸腾。 沸腾的水表面的蒸汽据说为饱和的，在特定的压力下，沸腾发生时的温度被 成为饱和温度。 关于蒸汽在任何混合的温度和压强及其他因素下的信息都可以在蒸汽表格 中查到，如今我们可以通过软件查询而不是用传统的表格。这些秩序表最初是在 1915 年由英国的物理学家 HughLongbourneCallendar 出版发行的。因为知识以及 测量技术的进步，作为测量单位改变的结果，如今出现了许多版本的蒸汽表，但 是它们都只能查出一种结果，在任何压强下，饱和温度，每单位液体的热量，具 体的体积等等。 在发电厂控制系统的设计过程中，了解蒸汽和蒸汽表是必不可少的。例如， 如果一个设计师需要补偿蒸汽流量的压力变化，或者消除在水位测量中的密度误 差，参考这些表是至关重要的。 另一个与蒸汽有关的词是界定汽水混合物中的蒸汽含量。在英国，即是所谓 的蒸汽干度（在美国使用的术语是蒸汽品质）。这意味着，如果每公斤的混合物 含有 0.9 公斤蒸汽和 0.1 公斤的水，干燥分数是 0.9 。 在相同大气压下，当它的温度超过了它的饱和温度时，水蒸气就成为过热蒸 气。当它沸腾之后收集起来，通过一个管道将它远离流体，然后加入更多的热量 给它，这一过程中进一步给过热蒸汽补充能量，从而提高热量转换为电能的效率。