蒸氣品質

蒸氣品質()也稱為蒸氣乾度,是熱力學的性質,可量化描述蒸氣可產生機械能的能力,流體中的蒸氣品質定義為蒸氣質量佔總質量的比例。飽和蒸氣的蒸氣品質為100%,飽和液體的蒸氣品質為0%。蒸氣品質為一內含性質,可以和其他內含性質一起描述熱力學系統中工作流體的熱力學狀態。蒸氣品質只能定義在有不同相態混合的熱力學系統,其他的熱力學系統(例如壓縮液體或是過熱流體)中蒸氣品質沒有意義。

蒸氣品質是許多熱力學循環(例如朗肯循环、等),绝热膨脹步驟的重要物理量。工作流體可以用其膨脹時,蒸氣是否會凝結來分類。

蒸氣品質的符號為\chi,可以用蒸氣質量除以總混合物的質量來求得:
:\chi = \frac{m_{vapor}}{m_{total}}
其中m表示質量。

另一種在化学工程裡的定義方式,會定義流體的品質()是其不是飽和液體的比例。依此定義,飽和液體的品質為,而飽和蒸氣則是。

另一個定義是「平衡態熱力學品質」(equilibrium thermodynamic quality),只能用在單一成份的混合物(例如水和水蒸氣),其數值可以 1(過熱蒸氣):

\chi_{\text{eq}} = \frac{h-h_{f}}{h_{fg}}
其中是混合物的比焓,定義為:
h = \frac{m_f \cdot h_f + m_g \cdot h_g}{m_f+m_g}.

下標和是指飽和液體和飽和氣體。而是指汽化。
計算
上述的蒸氣品質可以表示為:
\chi = \frac{y - y_f}{y_g - y_f}
其中y可以是比焓、比熵、比容或比內能,y_f是飽和液體下的值,y_g - y_f是飽和蒸氣下的值,和飽和液體下值的差值。

另一個表示式為:
\chi=\frac{m_v}{m_l + m_v}
其中m_v是蒸氣質量,m_l是液體質量。
參考資料

评论 (0)

  • 还没有评论,来抢沙发吧。