求真百科歡迎當事人提供第一手真實資料,洗刷冤屈,終結網路霸凌。

蒸氣檢視原始碼討論檢視歷史

事實揭露 揭密真相
前往: 導覽搜尋
蒸氣

來自 呢圖網 的圖片

中文名;蒸氣

形式;氣體受熱受壓後有液態變為氣態

形態;液體

顏色;氣態的水,無色

蒸氣是物質受熱受壓後由液態變為氣態的形式。通俗點說蒸氣就是液體(液態物質)蒸發或沸騰後所產生(成為)的氣體(氣態物質)。[1]

簡介

沸點參數

以下常用沸點表

液態鐵:2750

液態鉛:1740

水銀(汞):357

亞麻仁油:287

食用油:約250

萘:218

煤油:150

甲苯:111

水:100

酒精:78

乙醚:35

液態氨:-33

液態氧:-183

液態氮:-196

液態氫:-253

液態氦:-268.9

概述

特性

水蒸氣是一種氣態的水,無色

水蒸氣的形成

當水的溫度超過100攝氏度時(或說超過沸點時),水分子因為吸收了足夠大的內能,從而使其轉換成脫離分子束縛的斥力,分子之間的距離開始變大,水便從液態轉變為氣態水。這種氣態水中不含有任何其他物質,是理論上的蒸餾水(空氣中含有雜質)也稱水蒸氣。

當水在沸點以下時,水也可以緩慢地蒸發成水汽。

水蒸氣與水

當被100攝氏度的水或100攝氏度的水蒸氣燙傷時,被後者燙傷更為嚴重。因為後者形成時比前者放出的熱量更多,即使溫度不變。

水蒸氣形成雨

科學地應說,水在常溫下,會慢慢地變為水蒸氣飛散到空中,這種現象就叫蒸發。地上的水變成了水蒸氣,這些水蒸氣在天上形成了白雲;如果水蒸氣凝結成較大的水滴,水滴就會落下來形成雨

水蒸氣與白氣

大量水蒸氣在空氣中凝結時,常呈現一團「白氣」狀,「白氣」常被誤認為水蒸氣。使沸騰的水變成的水蒸氣在空氣中受冷,便可通過比較「白氣」和水蒸氣的顏色、形態、發生部位的不同,可以知道「白氣」不是水蒸氣,而是水蒸氣凝結成的小水滴飄浮在空氣中。

水蒸氣與水蒸汽

水蒸氣:指特定空間的水全部以氣相形態的形式存在,當然這必須滿足一定的物理條件

水蒸汽:指特定空間的水存在形態是氣-液二相,其中液相可以是「霧」狀分散形式存在,也可以是大量液滴聚集形式存在,當然這也必須滿足一定的物理條件。在實際應用中,接觸到的大多數指的是「水蒸汽」。

汽:1.液體或某些具體受熱而變成的氣體,例如水變成的水蒸氣;2.特指水蒸氣:汽機汽船

機器歷史

蒸汽機的出現曾引起了18世紀的工業革命。直到20世紀初,它仍然是世界上最重要的原動機,後來才逐漸讓位於內燃機和汽輪機等。

16世紀末到17世紀後期,英國的採礦業,特別是煤礦,已發展到相當的規模,單靠人力、畜力已難以滿足排除礦井地下水的要求,而現場又有豐富而廉價的煤作為燃料。現實的需要促使許多人,如英國的帕潘、薩弗里、紐科門等就致力於「以火力提水」的探索和試驗。

薩弗里製成的世界上第一台實用的蒸汽提水機,在1698年取得標名為「礦工之友」的英國專利。他將一個蛋形容器先充滿蒸汽,然後關閉進汽閥,在容器外噴淋冷水使容器內蒸汽冷凝而形成真空。打開進水閥,礦井底的水受大氣壓力作用經進水管吸入容器中;關閉進水閥,重開進汽閥,靠蒸汽壓力將容器中的水經排水閥壓出。待容器中的水被排空而充滿蒸汽時,關閉進汽閥和排水閥,重新噴水使蒸汽冷凝。如此反覆循環,用兩個蛋形容器交替工作,可連續排水。

薩弗里的提水機依靠真空的吸力汲水,汲水深度不能超過六米。為了從幾十米深的礦井汲水,須將提水機裝在礦井深處,用較高的蒸汽壓力才能將水壓到地面上,這在當時無疑是困難而又危險的。

紐科門及其助手卡利在1705年發明了大氣式蒸汽機,用以驅動獨立的提水泵,被稱為紐科門大氣式蒸汽機。這種蒸汽機先在英國,後來在歐洲大陸得到迅速推廣,它的改型產品直到19世紀初還在製造。紐科門大氣式蒸汽機的熱效率很低,這主要是由於蒸汽進入汽缸時,在剛被水冷卻過的汽缸壁上冷凝而損失掉大量熱量,只在煤價低廉的產煤區才得到推廣。

英國

1764年,英國的儀器修理工瓦特為格拉斯哥大學修理紐科門蒸汽機模型時,注意到了這一缺點,並於1765年發明了設有與汽缸壁分開的凝汽器的蒸汽機,並於1769年取得了英國的專利。初期的瓦特蒸汽機仍用平衡槓桿和拉杆機構來驅動提水泵,為了從凝汽器中抽除凝結水和空氣,瓦特裝設了抽氣泵。他還在汽缸外壁加裝夾層,用蒸汽加熱汽缸壁,以減少冷凝損失。

瓦特

1782年前後,瓦特將機器進一步改進,完成了兩項重要發明:在活寒工作行程的中途,關閉進汽閥,使蒸汽膨脹作功以提高熱效率;使蒸汽在活塞兩面都作功(雙作用式),以提高輸出功率。這時的活塞既要向下拉動槓桿又要向上推動槓桿,扇形平衡槓桿和拉鏈已不再適用,瓦特使發明了平行四邊形機構。瓦特還於18世紀末將曲柄連杆機構用在蒸汽機上。

瓦特的創造性工作使蒸汽機迅速地發展,他使原來只能提水的機械,成為了可以普遍應用的蒸汽機,並使蒸汽機的熱效率成倍提高,煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽機最主要的發明人。

自18世紀晚期起,蒸汽機不僅在採礦業中得到廣泛應用,在冶煉、紡織、機器製造等行業中也都獲得迅速推廣。它使英國的紡織品產量在20多年內(從1766年到1789年)增長了5倍,為市場提供了大量消費商品,加速了資金的積累,並對運輸業提出了迫切要求。

克萊蒙脫

在船舶上採用蒸汽機作為推進動力的實驗始於1776年,經過不斷改進,至1807年,美國的富爾頓製成了第一艘實用的明輪推進的蒸汽機船「克萊蒙脫」號。此後,蒸汽機在船舶上作為推進動力歷百餘年之久。

特里維西克

1801年,英國的特里維西克提出了可移動的蒸汽機的概念,1803年,這種利用軌道的可移動蒸汽機首先在煤礦區出現,這就是機車的雛型。英國的斯蒂芬森將機車不斷改進,於1829年創造了「火箭"號蒸汽機車,該機車拖帶一節載有30位乘客的車廂,時速達46公里/時,引起了各國的重視,開創了鐵路時代

19世紀末,隨着電力應用的興起,蒸汽機曾一度作為電站中的主要動力機械。1900年,美國紐約曾有單機功率達五兆瓦的蒸汽機電站。

蒸汽機的發展在20世紀初達到了頂峰。它具有恆扭矩、可變速、可逆轉、運行可靠、製造和維修方便等優點,因此曾被廣泛用於電站、工廠、機車和船舶等各個領域中,特別在軍艦上成了當時唯一的原動機。

蒸氣機的結構

蒸汽機按蒸汽在活塞一側或兩側工作,可分為單作用和雙作用式;按汽缸布置方式,可分為立和臥式;按蒸汽是在一個汽缸中膨脹或依次連續在多個汽缸中膨脹,可分為單脹式和多脹式;按蒸汽在汽缸中的流向,可分為回流式和單流式;按排汽方式和排汽壓力可分為凝汽式、大氣式和背壓式。

簡單蒸汽機主要由汽缸、底座,活塞、曲柄連杆機構、滑閥配汽機構、調速機構和飛輪等部分組成,汽缸和底座是靜止部分。從鍋爐來的新蒸汽,經主汽閥和節流閥進入滑閥室,受滑閥控制交替地進入汽缸的左側或右側,推動活塞運動。

蒸氣機的效率

蒸汽機的發展首先體現在功率和效率的提高,而這又主要取決於蒸汽參數的提高。初期蒸汽機的蒸汽壓力僅為0.11~0.13兆帕,19世紀初才達到0.35~0.7兆帕,20世紀20年代曾用到6~10兆帕。在蒸汽溫度上,19世紀末還不超過250℃,而到20世紀30年代曾用到450~480℃.

至於效率,瓦特初期連續運轉的蒸汽機,按燃料熱值計總效率不超過3%;到1840年,最好的凝汽式蒸汽機總效率可達8%;到20世紀,蒸汽機最高效率可達到20%以上。

在轉速方面,18世紀末瓦特蒸汽機僅40~50轉/分;20世紀初轉速達到100~300轉/分,個別蒸汽機曾達到2500轉/分。在功率方面,最初單機功率僅幾馬力,20世紀初的一台船用蒸汽機的功率可達25000馬力。

隨着蒸汽參數和功率的提高,蒸汽已不可能在一個汽缸中繼續膨脹,還必須在相連接的汽缸中繼續膨脹,於是出現了多級膨脹的蒸汽機。蒸汽機因受到潤滑油閃點的限制,所用蒸汽的最高溫度一般都不超過400℃,機車,船用等移動式蒸汽機還略低一些,多數不高於350℃。考慮到膨脹的可能性和結構的經濟性,常用壓力在2.5兆帕以下。蒸汽參數受到限制,從而也限制了蒸汽機功率的進一步提高。

蒸汽機的出現和改進促進了社會經濟的發展,但同時經濟的發展反過來又向蒸汽機提出了更高的要求,如要求蒸汽機功率大、效率高、重量輕、尺寸小等。儘管人們對蒸汽機作過許多改進,不斷擴大它的使用範圍和改善它的性能,但是隨着汽輪機和內燃機的發展,蒸汽機因存在不可克服的弱點而逐漸衰落。

蒸汽機的弱點

蒸汽機的弱點是:離不開鍋爐,整個裝置既笨重又龐大;新蒸汽的壓力和溫度不能過高,排氣壓力不能過低,熱效率難以提高;它是一種往復式機器,慣性力限制了轉速的提高;工作過程是不連續的,蒸汽的流量受到限制,也就限制了功率的提高。

因此,拋棄了笨重鍋爐的內燃機,最終以其重量輕,體積小、熱效率高和操作靈活等優點,在船舶和機車上逐漸取代了蒸汽機。汽輪機則以其熱效率高、單機功率大、轉速高、單位功率重量輕和運行平穩等優點,將蒸汽機排擠出了電站。

接着電動機又以其使用方便,代替了蒸汽機在工業設備中的應用。然而小功率蒸汽機熱效率比汽輪機高,所以在產煤區或只有劣質燃料的地區或某些特殊場合,蒸汽機仍有發揮作用的餘地。

爐膽可設計為波形,減少熱膨脹應力,增加輻射受熱面。

應用先進的數字化控制技術,可遠程精確監控燃燒過程。

自動化程度,各種保完善。

選配優質進口低NOX燃燒機,燃燒充分,屬於環保產品

可選配冷凝換熱器和空氣預熱器,從而提高鍋爐效率。

可增設通訊接口實現上位機控制。

鍋爐製造規範,嚴格按國家有關標準製造

整體快裝出廠,外形美觀,色澤明快。

相關視頻

神奇的水蒸氣

參考資料

  1. 蒸氣與蒸汽的區別? , 360問答,2013年9月3日