茅台酒蒸馏过程蒸汽压力和接酒温度的自动控制应用研究

茅台酒蒸馏过程蒸汽压力和接酒温度的自动控制应用研究

［摘要］本文通过建立一套完善的自动控制系统，实现对茅台酒生产工艺过程中的整个蒸馏过程的蒸汽压力以及接酒过程的温度进行全程在线监控，稳定了茅台酒生产工艺，实现了标准化生产。

［关键词］蒸汽压力；接酒温度；自动控制

茅台酒是酱香型白酒的典型代表，在国内外享有崇高的声誉。其酿造技艺已被列入国家首批非物质文化遗产名录，并正在申报世界非物质文化遗产。蒸馏工艺作为茅台酒酿造技艺中一个非常重要的组成部分，在下造沙阶段直接关系到原料糊化的好坏，而在制酒阶段更是起到了提香和增香的作用。因此，控制蒸馏工艺对茅台酒的生产具有重要的作用和意义。

茅台酒的蒸馏工艺包括上甑、蒸馏（糊化）、接酒等操作。目前，随着现代科技成果在白酒行业的深入应用，生产设备和设施得到了极大的改善，蒸馏工具早从过去的天锅进化成现代的甑桶，加热方式也演变成了如今的蒸汽加热。但是，作为茅台酒蒸馏工艺核心操作的上甑和接酒工序则仍为手工操作，各种参数需要经验丰富的酒师根据作业指导书要求进行控制。一方面，上甑讲究“轻、松、薄、匀、平、准”，需要见汽压甑。工艺规定，上甑气压为０．０８ＭＰａ～０．１２ＭＰａ，不能人为任意改动。但在实际操作过程中，由于各车间所处地理位置不同，汽压不一样，再加上一些人为因素（如不准大汽上甑），使汽压不在工艺规定参数范围内，既影响基酒质量，也造成资源的严重浪费。另一方面，茅台酒生产工艺最显著的特点是“高温制曲、高温堆积发酵、高温接酒”，其中，高温接酒直接关系到基酒的质量。工艺规定：接酒温度应在３５℃～４５℃。但在实际操作过程中，由于受茅台气候的影响，冷却水温度变化较大，更重要的是，接酒全凭经验进行判断，因此，接酒温度可能超出工艺范围，引起质量事故。同时，高温产生较大的酒损，低温则造成水资源的浪费。

鉴于此，为更好地继承茅台酒传统工艺，有必要引进现代自动控制技术，对整个蒸馏过程的蒸汽压力以及接酒过程的温度进行全程在线监控，当压力或温度出现不符合工艺要求的情况时，能够自动报警并启动相应的压力控制系统和温度控制系统，使其回归到正常的范围之内，从而动态地保持工艺稳定性，避免质量事故，减少资源和能源的消耗，降低基酒的损失。

１试验内容

研究茅台酒生产工艺中的上甑至糊化过程中各种参数之间的内在规律，绘制工艺参数曲线，建立烤酒工艺数学模型，根据数学模型设计自动控制系统，进行上甑至糊化过程温度压力自动控制实验，根据实验结果进行改进设计，最终确定一套完善的技术方案，在公司推广应用。

１．１控制参数的收集整理

根据茅台酒的制酒工艺，可将烤酒过程分成上甑、收汽、接酒、接尾酒、糊化阶段，收集各个阶段过热蒸汽压力、饱和蒸汽压力、冷却水压力、接酒温度、所用时间，结合当时气候条件，进行分析，找出各种数据之间的内在关系。

１．２控制系统的设计、实验和改进

根据前面收集整理的制酒工艺参数建立数学模型，再根据数学模型设计ＰＩＤ调节程序控制系统，根据预先设定规律按时间分段进行控制。

根据设计研究建立一套ＰＩＤ调节程序控制系统，在一个生产班组的一个酒

饱和蒸汽压力温度对照表

压力(MPa) 温度(℃) 0.001 6.9491 0.002 12.9751 0.002 17.5403 0.003 21.1012 0.003 24.1142 0.004 26.6707 0.004 28.9533 0.005 31.0533 0.005 32.8793 0.006 34.6141 0.006 36.1663 0.007 37.6271 0.007 38.9967 0.008 40.2749 0.008 41.5075 0.009 42.6488 0.009 43.7901 0.010 44.8173 0.010 45.7988 0.011 47.6934 0.012 49.4281 0.013 51.0488 0.014 52.5553 0.015 53.9705 0.016 55.3401 压力(MPa) 温度(℃) 0.017 56.5955 0.018 57.8053 0.019 58.9694 0.020 60.0650 0.021 61.1378 0.022 62.1422 0.023 63.1237 0.024 64.0596 0.025 64.9726 0.026 65.8628 0.027 66.7074 0.028 67.5291 0.029 68.3280 0.030 69.1041 0.032 70.6106 0.034 72.0144 0.036 73.3611 0.038 74.6508 0.040 75.8720 0.045 78.7366 0.050 81.3388 0.055 83.7355 0.060 85.9496 0.065 88.0154 0.070 89.9556 压力(MPa) 温度(℃) 0.075 91.7816 0.080 93.5107 0.085 95.1485 0.090 96.7121 0.095 98.2014 0.100 99.6340 0.110 102.3160 0.120 104.8100 0.130 107.1380 0.140 109.3180 0.150 111.3780 0.160 113.3260 0.170 115.1780 0.180 116.9410 0.190 118.6250 0.200 120.2400 0.210 121.7890 0.220 123.2810 0.230 124.7170 0.240 126.1030 0.250 127.4440 0.260 128.7400 0.270 129.9980 0.280 131.2180 0.290 132.4030 压力(MPa) 温度(℃) 0.300 133.5560 0.310 134.6770 0.320 135.7700 0.330 136.8360 0.340 137.8760 0.350 138.8910 0.360 139.8850 0.370 140.8550 0.380 141.8030 0.390 142.7320 0.400 143.6420 0.410 144.5350 0.420 145.4110 0.430 146.2690 0.440 147.1120 0.450 147.9330 0.460 148.7510 0.470 149.5500 0.480 150.3360 0.490 151.1080 0.500 151.8670 0.520 153.3500 0.540 154.7880 0.560 156.1850 0.580 157.5430 压力(MPa) 温度(℃) 0.600 158.8630 0.620 160.1480 0.640 161.4020 0.660 162.6250 0.680 163.8170 0.700 164.9830 0.720 166.1230 0.740 167.2370 0.760 168.3280 0.780 169.3970 0.800 170.4440 0.820 171.4710 0.840 172.4770 0.860 173.4660 0.880 174.4360 0.900 175.3890 0.920 176.3250 0.940 177.2450 0.960 178.1500 0.980 179.0400 1.000 179.9160 1.050 18 2.0480 1.100 184.1000 1.150 186.0810 1.200 187.9950 压力(MPa) 温度(℃) 1.250 189.8480 1.300 191.6440 1.350 193.3860 1.400 195.0780 1.450 196.7250 1.500 198.3270 1.550 199.8870 1.600 201.4100 1.650 20 2.8950 1.700 204.3460 1.750 205.7640 1.800 207.1510 1.850 208.5080 1.900 209.8380 1.950 211.1400 2.000 212.4170 2.050 21 3.6690 2.100 214.8980 2.150 216.1040 2.200 217.2890 2.250 218.4520 2.300 219.5960 2.350 220.7220 2.400 221.8290 2.450 222.9180 1 / 2

蒸汽温度与压力的关系

33 第4章 饱和蒸汽压力和温度关系实验 水蒸汽是人类在热机中应用最早的工质。虽然以后也应用燃气和其它工质，由于水蒸汽具有易于获得、有适宜的热力参数和不会污染环境等优点，至今仍是工业上广泛应用的的主要工质。他的物理性质较理想气体复杂的多，不能用简单的数学式来表达。本实验通过研究饱和蒸汽的压力与温度的关系加深对水蒸汽饱和状态的理解。 各种物质由液态转变为汽态的过程为汽化。 4.1实验目的 （1）通过观察饱和蒸汽压力和温度的关系，加深对饱和状态的理解。 （2）通过试验数据的整理，掌握饱和蒸汽P-T 关系图表的编制方法。 （3）学会温度计、压力表、调压器和大气压力计等仪表的使用方法。 4.2 实验装置 蒸汽发生器、压力表、温度计、可控数显温度仪和电流表等，如图4.1。 图4.1 饱和蒸汽温度、压力关系实验装置 1-压力表；2-排气阀；3-缓冲器；4-可视玻璃及蒸汽发生器；5-电源开关；6-电功率调节器；7-温度计；8-可控数显温度仪；9-电流表

34 4.3 实验方法与步骤 （1）熟悉实验装置及使用仪表的工作原理和性能。 （2）将电功率调节器调节至电流表零位，然后接通电源。 （3）调节电功率调节器并缓慢逐渐加大电流，待蒸汽压力升至一定值时，将电流降低0.2安培左右保温，待工况稳定后迅速记录下水蒸气的压力和温度。重复上述实验，在0～1.0MPa(表压)范围内实验不少于6次，且实验点应尽量分布均匀。 （4）实验完毕后，将调压指针旋回零位，并断开电源。 （6）记录室温和大气压力。 4.4 数据记录和整理 （1）数据记录和计算 实验 次数 饱和压力（MPa ） 饱和温度（℃） 误差 备注 压力表读数P ' 大气压力B 绝对压力B P P +'= 温度 计读 数t ' 理论值t t t t ' -=?（℃） %100??t t （%） 1 2 3 4 5 6 （2）绘制P-t 关系曲线 将实验结果点在坐标上，清除偏离点，绘制曲线。 图4.2 饱和水蒸汽压力和温度的关系式

饱和蒸汽压力与温度的关系

当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其蒸汽称为干饱和蒸汽(也称饱和蒸汽)。 饱和蒸汽与过热蒸汽的区别：饱和蒸汽压力与温度有一一对应关系，如已知饱和蒸汽压力为0.5MPa，则温度为158℃，反之，已知饱和蒸汽温度为180℃，则压力必为0.9MPa，所以从压力与温度数据可以判断是否为饱和蒸汽、过热蒸汽。 饱和蒸汽温度1mpa以下160~170度左右 1mpa以上170~195度左右 过热蒸汽在2mpa以上就400度左右. 饱和蒸汽温度压力对照表

压力MPa 温度 ℃ 压力 MPa 温度 ℃ 压力 MPa 温度 ℃ 压力 MPa 温度 ℃ 0.000 99.5 0.180 131.0 0.000 99.5 -0.072 65.0 0.005 101.0 0.185 131.5 -0.002 99.0 -0.074 64.0 0.010 102.0 0.190 132.0 -0.004 98.5 -0.076 63.0 0.015 103.5 0.195 132.5 -0.006 97.5 -0.078 62.0 0.020 104.5 0.200 133.5 -0.008 97.0 -0.08 60.0 0.025 105.5 0.210 134.5 -0.010 96.5 -0.081 59.0 0.030 107.0 0.220 135.5 -0.012 96.0 -0.082 57.5 0.035 108.0 0.230 136.5 -0.014 95.0 -0.083 56.0 0.040 109.0 0.240 137.5 -0.016 94.5 -0.084 55.0 0.045 110.0 0.250 139.0 -0.018 94.0 -0.085 53.5 0.050 111.0 0.260 139.5 -0.020 93.0 -0.086 52.0 0.055 112.0 0.270 140.5 -0.022 92.5 -0.087 50.0 0.060 113.0 0.280 141.5 -0.024 92.0 -0.088 48.5 0.065 114.0 0.290 142.5 -0.026 91.0 -0.089 47.0 0.070 115.0 0.300 143.5 -0.028 90.5 -0.090 45.5 0.075 115.5 0.310 144.5 -0.030 90.0 -0.091 43.5 0.080 116.5 0.320 145.0 -0.032 89.0 -0.092 41.5 0.085 118.0 0.330 146.0 -0.034 88.5 -0.093 39.0 0.090 119.0 0.340 147.0 -0.036 88.0 -0.094 35.5 0.095 119.5 0.350 147.5 -0.038 87.0 -0.095 32.5

饱和水蒸汽的压力与温度的关系的介绍

饱和水蒸汽的压力与温度的关系 ( 摘自仲元: "水和水蒸气热力性质图表" p4～10 )

真空计算常用公式 1、玻义尔定律 体积V，压强P，P·V＝常数（一定质量的气体，当温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比。 即P1/P2＝V2/V1） 2、盖·吕萨克定律 当压强P不变时，一定质量的气体，其体积V与绝对温度T成正比：（V1/V2＝T1/T2＝常数）当压强不变时，一定质量的气体，温度每升高(或P降低)1℃，则它的体积比原来增加(或缩小)1/273。 3、查理定律 当气体的体积V保持不变，一定质量的气体，压强P与其他绝对温度T成正比，即：P1/P2＝T1/T2 在一定的体积下，一定质量的气体，温度每升高(或降低)1℃，它的压强比原来增加(或减少)1/273。 4、平均自由程： λ＝(5×10-3)/P (cm) 5、抽速： S＝dv/dt (升/秒)或 S＝Q/P Q＝流量(托·升/秒) P＝压强(托) V＝体积(升) t＝时间(秒) 6、通导： C＝Q/(P2-P1) (升/秒) 7、真空抽气时间： 对于从大气压到1托抽气时间计算式： t＝8V/S (经验公式) （V为体积，S为抽气速率，通常t在5~10分钟选择。） 8、维持泵选择： S维＝S前/10 9、扩散泵抽速估算： S＝3D2 (D＝直径cm）

10、罗茨泵的前级抽速： S＝(0.1~0.2)S罗 (l/s) 11、漏率： Q漏＝V(P2-P1)/(t2-t1) Q漏－系统漏率(mmHg·l/s) V－系统容积(l) P1－真空泵停止时系统中压强(mmHg) P2－真空室经过时间t后达到的压强(mmHg) t－压强从P1升到P2经过的时间(s) 12、粗抽泵的抽速选择： S＝Q1/P预 (l/s) S=2.3V·lg(Pa/P预)/t S－机械泵有效抽速 Q1－真空系统漏气率(托·升/秒) P预－需要达到的预真空度(托) V－真空系统容积(升) t－达到P预时所需要的时间 Pa－大气压值(托） 13、前级泵抽速选择： 排气口压力低于一个大气压的传输泵如扩散泵、油增压泵、罗茨泵、涡轮分子泵等，它们工作时需要前级泵来维持其前级压力低于临界值，选用的前级泵必须能将主泵的最大气体量排走，根据管路中，各截面流量恒等的原则有： PnSg≥PgS 或Sg≥Pgs/Pn Sg－前级泵的有效抽速(l/s) Pn－主泵临界前级压强(最大排气压强)(l/s) Pg－真空室最高工作压强(托) S－主泵工作时在Pg时的有效抽速。(l/s) 14、扩散泵抽速计算公式： S＝Q/P＝(K·n)/(P·t)(升/秒) 式中：S－被试泵的抽气速率(l/s) n－滴管油柱上升格数(格) t－油柱上升n格所需要的时间(秒) P－在泵口附近测得的压强(托)

饱和蒸汽温度压力密度对照表

3 温度密度压力 100 0.6 1.103 101 0.611 1.05 102 0.639 1.088 103 0.66 1.127 104 0.682 1.167 105 0.705 1.208 106 0.728 1.25 107 0.752 1.294 108 0.776 1.339 109 0.801 1.385 110 0.827 1.433 111 0.853 1.482 112 0.88 1.532 113 0.908 1.583 114 0.936 1.636 115 0.965 1.691 116 0.995 1.747 117 1.025 1.804 118 1.057 1.863 119 1.089 1.923 120 1.122 1.985 121 1.155 2.049 122 1.19 2.115

123

1.225 2.182 124 1.261 2.25 125 1.298 2.321 126 1.336 2.393 127 1.375 2.468 128 1.415 2.544 129 1.455 2.622 130 1.497 2.701 131 1.539 2.783 132 1.583 2.867 133 1.627 2.953 134 1.672 3.041 135 1.719 3.131 136 1.766 3.223 137 1.815 3.317 138 1.864 3.414 139 1.915 3.513 140 1.967 3.614 141 2.019 3.717 142 2.073 3.823 143 2.129 3.931 144 2.185 4.042 145 2.242 4.155 146 2.301 4.271 147 2.361 4.398 148 2.422 4.51 149 2.484 4.634 150 2.548 4.76 151 2.613 4.889 152 2.679 5.021 153 2.747 5.155 154 2.816 5.292 155 2.886 5.433 156 2.958 5.577 157 3.032 5.732 158 3.106 5.872 159 3.182 6.025 160 3.26 6.181 161 3.339 6.339 162 3.42 6.502 163 3.502 6.667 164 3.586 6.836 165 3.671 7.008 166 3.758 7.183

蒸汽温度压力对照表

根据1MPa=1000kPa=10.2kgf/cm2（kg/cm2），通过与饱和蒸气压（单位为MPA）和蒸汽标准表的比较，可以计算出饱和蒸气压（kgf/cm2）与蒸汽温度的关系。温度如下：饱和蒸汽的温度和压力之间只有一个自变量。理想饱和蒸汽状态是指温度、压力和蒸汽密度之间存在一一对应关系。如果其中一个已知，其他两个值为常量。有此关系的蒸汽为饱和蒸汽，有饱和蒸汽压力和温度的对照表。饱和蒸汽压力与蒸汽温度标准对照表按国际单位制编制，压力单位为兆帕，温度单位为摄氏度。 扩展数据 测量饱和蒸气压有两种方法 1动态方法。测定液体在不同外压下沸点的方法，又称沸点法。这种方法只能测量接近大气压的饱和蒸气压，精度高。 2静态法。它是指直接测量液体在不同温度下的饱和蒸气压，即在恒定温度下测量饱和压力。静态方法相对简单，用途更广。通常的方法是将被测材料置于密闭容器中，使其处于

气液共存状态，然后放入恒温槽中。通过调节恒温槽的温度，可以测量不同温度下的饱和蒸气压数据。 在封闭条件下，在一定温度下，与固体或液体平衡的蒸气压称为饱和蒸气压。饱和蒸汽压力也称为蒸汽压力。同一种物质在不同的温度下有不同的蒸气压，并且随着温度的升高而增加。对于同一种物质，固体的饱和蒸气压低于液体的饱和蒸气压。 饱和蒸汽是指由于气体分子之间的热运动而处于饱和状态的蒸汽。当液体在有限的封闭空间内蒸发时，液体分子通过液体表面进入上层空间，成为蒸汽分子。因为蒸汽分子处于湍流热运动中，它们相互碰撞。蒸汽压力与饱和蒸汽温度之间存在对应关系，不同压力下存在一定的饱和温度。换言之，在一定的压力下，水完全蒸发并继续吸收热量，但直到温度开始升高，温度才上升，变成饱和蒸汽。

主蒸汽温度过高或压力过低影响

主蒸汽温度过高或过低对汽机有什么危害！ 汽温、汽压异常对设备的危害 在汽轮机运行中，初终汽压、汽温、主蒸汽流量等参数都等于设计参数时，这种运行工况称为设计工况，此时的效率最高，所以又称为经济工况。运行中如果各种参数都等于额定值，则这种工况称为额定工况。目前大型汽轮机组的热力计算工况多数都取额定工况，为此机组的设计工况和额定工况成为同一个工况。在实际运行中，很难使参数严格地保持设计值，这种与设计工况不符合的运行工况，称为汽轮机的变工况。这时进入汽轮机的蒸汽参数、流量和凝结器真空的变化，将引起各级的压力、温度、焓降、效率、反动度及轴向推力等发生变化。这不仅影响汽轮机运行的经济性，还将影响汽轮机的安全性。所以在日常运行中，应该认真监督汽轮机初、终参数的变化。 1、主蒸汽压力升高 当主蒸汽温度和凝结器真空不变，而主蒸汽压力升高时，蒸汽在汽轮机内的焓降增大，末级排汽湿度增加。 主蒸汽压力升高时，即使机组调速汽阀的总开度不变，主蒸汽流量也将增加，机组负荷则增大，这对运行的经济性有利。但如果主蒸汽压力升高超出规定范围时，将会直接威胁机组的安全运行。因此在机组运行规程中有明确规定，不允许在主蒸汽压力超过极限数值时运行。 主蒸汽压力过高有如下危害： （1）主蒸汽压力升高时，要维持负荷不变，需减小调速汽阀的总开度，但这只能通过关小全开的调速汽阀来实现。在关小到第一调速汽阀全开，而第二调速汽阀将要开启时，蒸汽在调节级的焓降最大，会引起调节级动叶片过负荷，甚至可能被损伤。 （2）末级叶片可能过负荷。主蒸汽压力升高后，由于蒸汽比容减小，即使调速汽阀开度不变，主蒸汽流量也要增加，再加上蒸汽的总焓降增大，将使末级叶片过负荷，所以，这时要注意控制机组负荷。 （3）主蒸汽温度不变，只是主蒸汽压力升高，将使末几级的蒸汽湿度变大，机组末几级的动叶片被水滴冲刷加重。 （4）承压部件和紧固部件的内应力会加大。主蒸汽压力升高后，主蒸汽管道、自动主汽阀及调速汽阀室、汽缸、法兰、螺栓等部件的内应力都将增加，这会缩短其使用寿命，甚至造成这些部件受到损伤。

饱和蒸汽压力与温度对照表

饱和蒸汽压力与温度对照表 压力KPa 温度℃压力KPa 温度℃压力MPa 温度℃压力MPa 温度℃9.8 101.76 470.7 156.76 3.43 243.03 7.65 292.73 19.6 104.24 490.3 158.07 3.53 244.62 7.75 293.60 29.4 106.56 509.9 159.35 3.63 246.17 7.85 294.47 39.2 108.73 529.6 160.60 3.72 247.68 7.94 295.32 49 110.78 549.2 161.82 3.82 249.17 8.04 296.17 58.8 112.72 568.8 163.01 3.92 250.63 8.14 297.01 68.6 114.57 588.4 164.17 4.02 252.07 8.24 297.85 78.4 116.32 608 165.30 4.12 253.48 8.34 298.67 88.2 118.00 627.6 166.41 4.21 254.86 8.43 299.49 98 119.61 647.2 167.50 4.31 256.22 8.53 300.30 107.8 121.15 666.9 168.56 4.41 257.56 8.63 301.11 117.6 122.64 686.5 169.60 4.51 258.87 8.73 301.90 127.4 124.07 706.1 170.62 4.61 260.16 8.73 302.69 137.2 125.45 725.7 171.63 4.7 261.44 8.92 303.48 147.1 126.78 745.3 172.61 4.8 262.69 9.02 304.26 156.9 128.08 764.9 173.58 4.9 263.92 9.12 305.03 166.7 129.33 784.5 174.53 5.0 265.14 9.22 305.79 176.5 130.54 882.6 179.03 5.09 266.34 9.32 306.55 186.3 131.72 980.7 183.20 5.19 267.52 9.41 307.30 196.1 132.87 1.079MPa 187.08 5.29 268.68 9.51 308.05 205.9 133.99 1.177 190.71 5.39 269.83 9.61 308.79 215.7 135.08 1.27 194.13 5.49 270.96 9.71 309.52 225.6 136.14 1.37 197.36 5.59 272.08 9.81 310.25 235.4 137.17 1.47 200.43 5.69 273.19 10 310.98 245.2 138.18 1.57 203.35 5.79 274.27 10.2 312.41

蒸汽温度与压力对照表

饱和蒸汽温度与绝对压力对照 压力温度压力温度压力温度压力温度压力温度压力温度 0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 99.634 102.316 104.810 107.138 109.318 0.35 0.36 0.37 0.38 0.39 138.891 139.885 140.855 141.803 142.732 0.70 0.72 0.74 0.76 0.78 164.983 166.123 167.237 168.328 169.397 1.50 1.55 1.60 1.65 1.70 198.327 199.887 201.410 202.895 204.346 2.75 2.80 2.85 2.90 2.95 229.115 230.096 231.065 232.020 232.962 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 263.980 265.221 266.443 267.648 268.835 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 111.378 113.326 115.178 116.941 118.625 0.40 0.41 0.42 0.43 0.44 143.642 144.535 145.411 146.269 147.112 0.80 0.82 0.84 0.86 0.88 170.444 171.471 172.477 173.466 174.436 1.75 1.80 1.85 1.90 1.95 205.764 207.151 208.508 209.838 211.140 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 233.893 235.718 237.499 239.238 240.936 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 270.005 271.159 272.298 273.422 274.530 0.20 0.21 0.22 0.23 0.24 120.240 121.789 123.281 124.717 126.103 0.45 0.46 0.47 0.48 0.49 147.933 148.751 149.550 150.336 151.108 0.90 0.92 0.94 0.96 0.98 175.389 176.325 177.245 178.150 179.040 2.00 2.05 2.10 2.15 2.20 212.417 213.669 214.898 216.104 217.289 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 242.597 244.222 245.812 247.370 248.897 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 275.625 276.706 277.773 278.827 279.868 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 127.444 128.740 129.998 131.218 132.403 0.50 0.52 0.54 0.56 0.58 151.867 153.350 154.788 156.185 157.543 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 179.916 182.048 184.100 186.081 187.995 2.25 2.30 2.35 2.40 2.45 218.452 219.596 220.722 221.829 222.918 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 250.394 251.862 253.304 254.719 256.110 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 280.897 281.914 282.920 283.914 284.897 0.30 0.31 0.32 0.33 0.34 133.556 134.677 135.770 136.836 137.876 0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 158.863 160.148 161.402 162.625 163.817 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 189.848 191.644 193.386 195.078 196.725 2.50 2.55 2.60 2.65 2.70 223.990 225.046 226.085 227.110 228.120 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 257.447 258.820 260.141 261.441 262.721 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 285.869 286.830 287.781 288.722 289.654

水蒸气温度与压力关系

中文"饱和水蒸气压力"英文water vapor saturation pressure; "饱和水蒸气压力" 在学术文献中的解释1、当空气中所含水蒸气的量达到最大时就称这种空气为“饱和湿空气”,与饱和湿空气对应的压力称为“饱和水蒸气压力”,用符号Ps表示.水蒸气压力p与饱和水蒸气压力Ps的比值称为相对湿度Rh,与饱和水蒸气压力Ps对应着的相对湿度为:Rh=100%编辑本段饱和水蒸气压力表 温度t/℃绝对压强 p/kPa 水蒸汽的密 度 ρ/kg·m-3 焓 H/kJ·kg-1 汽化热 r/kJ·kg-1 液体水蒸汽 0 0.61 0.00 0.00 2491.10 2491.10 5 0.87 0.01 20.94 2500.80 2479.86 10 1.23 0.01 41.87 2510.40 2468.53 15 1.71 0.01 62.80 2520.50 2457.70 20 2.33 0.02 83.74 2530.10 2446.30 25 3.17 0.02 104.67 2539.70 2435.00 30 4.25 0.03 125.60 2549.30 2423.70 35 5.62 0.04 146.54 2559.00 2412.10 40 7.38 0.05 167.47 2568.60 2401.10 45 9.58 0.07 188.41 2577.80 2389.40 50 12.34 0.08 209.34 2587.40 2378.10 55 15.74 0.10 230.27 2596.70 2366.40 60 19.92 0.13 251.21 2606.30 2355.10 65 25.01 0.16 272.14 2615.50 2343.10 70 31.16 0.20 293.08 2624.30 2331.20 75 38.55 0.24 314.01 2633.50 2319.50 80 47.38 0.29 334.94 2642.30 2307.80 85 57.88 0.35 355.88 2651.10 2295.20 90 70.14 0.42 376.81 2659.90 2283.10 95 84.56 0.50 397.75 2668.70 2270.50 100 101.33 0.60 418.68 2677.00 2258.40 105 120.85 0.70 440.03 2685.00 2245.40 110 143.31 0.83 460.97 2693.40 2232.00 115 169.11 0.96 482.32 2701.30 2219.00 120 198.64 1.12 503.67 2708.90 2205.20 125 232.19 1.30 525.02 2716.40 2191.80 130 270.25 1.49 546.38 2723.90 2177.60 135 313.11 1.72 567.73 2731.00 2163.30

蒸汽温度压力对照表

饱和蒸汽： 未经过热处理的蒸汽称为饱和蒸汽，饱和蒸汽是在一个大气压下，温度为100度的蒸汽，温度不能再升高，是饱和状态下的蒸汽。饱和蒸汽由气体分子之间的热运动现象造成的。 原理： 当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其对应的蒸汽是饱和蒸汽，但最初只是湿饱和蒸汽，待蒸汽中的液态水完全蒸发后才是干饱和蒸汽。蒸汽从不饱和到湿饱和再到干饱和的过程温度是不增加的，干饱和之后继续加热则温度会上升，成为过热蒸汽。 特点： 饱和蒸汽具有如下特点： （1）饱和蒸汽的温度与压力之间一一对应，二者之间只有一个独立变量。理想的饱和蒸汽状态，指的是温度、压力及蒸汽密度三者

存在一一对应的关系，知道其中一个，其他二个值就是定数。存在这种关系的蒸汽就是饱和蒸汽，否则都可以视为过热蒸汽进行计量，如图为饱和蒸汽压力与温度对照表； （2）饱和蒸汽容易凝结，在传输过程中如有热量损失，蒸汽中便有液滴或液雾形成，并导致温度与压力的降低。含有液滴或液雾的蒸汽称为湿蒸汽。严格来说，饱和蒸汽或多或少都含有液滴或液雾的双相流体，所以，不同状态下不能用同一气体状态方程式来描述。饱和蒸汽中液滴或液雾的含量反映了蒸汽的质量，一般用干度这一参数来表示。蒸汽的干度是指单位体积饱和蒸汽中干蒸汽所占的百分数，以“x”表示； （3）准确计量饱和蒸汽流量比较困难，因为饱和蒸汽的干度难以保证，一般流量计都不能准确检测双相流体的流量，蒸汽压力波动将引起蒸汽密度的变化，流量计示值产生附加误差。所以在蒸汽计量中，必须设法保持测量点处蒸汽的干度以满足要求，必要时还应采取补偿措施，实现准确的测量。

饱和水蒸汽压力与温度密度蒸汽焓汽化热的关系对照表

饱和水蒸汽压力与温度、密度、蒸汽焓、气化热的关系对照表 一.什么是水和水蒸气的焓? 水或水蒸气的焓h，是指在某一压力和温度下的1千克水或1千克水蒸气内部所含有的能量，即水或水蒸气的内能u与压力势能pv之和(h=u+pv)。水或水蒸气的焓，可以认为等于把1千克绝对压力为兆帕温度为0℃的水，加热到该水或水蒸气的压力和温度下所吸收的热量。焓的单位为“焦/千克”。 (1)非饱和水焓：将1千克绝对压力为兆帕温度为0℃的水，加热到该非饱和水的压力和温度下所吸收的热量。 (2)饱和水焓：将1千克绝对压力为兆帕温度为0℃的水，加热到该饱和水的压力对应的饱和温度时所吸收的热量。饱和温度随压力增大而升高，因此饱和水焓也随压力增大而增大。例如：绝对压力为兆帕时，饱和水焓为 x 103焦/千克;在绝对压力为兆帕时，饱和水焓则为 x 103焦/千克。 (3)饱和水蒸气焓：分为干饱和水蒸气焓和湿饱和水蒸气焓两种。干饱和水蒸气焓等于饱和水焓加水的汽化潜热；湿饱和水蒸气焓等于1千克湿饱和蒸汽中，饱和水的比例乘饱和水焓加干饱和汽的比例乘干饱和汽焓之和。例如：绝对压力为兆帕时，饱和水焓为 x103焦/公斤；汽化潜热为1328 x103焦/公斤。因此，干饱和水蒸气的焓等于： x103+1328x103= x 103焦/千克。又例如:绝对压力为兆帕的湿饱和水蒸气中，饱和水的比例为,(即湿度为20%)干饱和水蒸气比例为(即干度为80%)，则此湿饱和水蒸气的焓为 x103 x 十 = x 103焦/千克。 (4)过热水蒸气焓：等于该压力下干饱和水蒸气的焓与过热热之和。例如：绝对压力为兆帕，温度为540℃的过热水蒸气的干饱和水蒸气的焓为 x 103焦/千克，过热热为 x 103焦/千克。则该过热水蒸气的焓为: x 103+ x 103= x 103焦/千克。

水露点及温度及压力的关系

天然气的水露点，指的是在特殊环境下，当含水量达到饱和状态时候的实际温度。在特殊环境条件下,影响含水量的主要因素有：温度、强压,当含水量突破最大值的时候，为了预防水化物或者液态水的产生，从而堵塞、污染或者腐蚀管道，所以需要充分减小管道里天然气中的实际含水量;一般来说,天然气在开发气田的时候,就会完成脱水作用,天然气的管道传输是一个压力逐渐降低的过程,可以简化为等温降压或升温降压过程,在上述条件下,不会产生液态水，因此不需要添加排水设备。 相关概念 （1）.天然气绝对湿度 绝对湿度,指的是在每立方米的天然气里，含有的水汽总质量，使用字母e 进行表达; （2)。天然气的相对湿度 相对湿度,指的是在特殊温度、压强环境条件下，天然气里水汽的总质量e，和在相同环境中的饱和水汽的总质量的比值; （3)。天然气的水露点 水露点，指的是天然气在特殊压强条件下,水汽达到最大饱和值时的温度,也被称之为露点；可以采用天然气的露点分布图，查阅可知；气体水合物产生作用线是一条临界线，代表在特殊环境条件下,气体和水合物之间的相互平衡作用。 在下图里，水合物产生作用区，位于气体水合物产生作用线的下方,达标气体和水合物的达到相互平衡的状态;由图可知，在纯水接触作用下，绘制出实际密度是０．６的水合物产生作用线;假如天然气的实际密度高于或低于0.６,又或是接触水是含盐水的时候,需要根据图中的修正系数进行调整;中性的天然气中，饱和水含量通常根据下列公式完成运算： (4—2) W0.983WdCrdCs 式中W一一非酸性天然气饱和水含量，mg/m3 Wd一一由图查得的含水量，Ｉng/m３； Crd一一相对密度校正系数 Cs一一含盐量校正系数 当系统压力小于２100kPa（绝对压力)时,针对含有H2S或CＯ２的酸性天然气,不需要进行修正调整;当环境压强超过２100ｋＰa的时候，则必须进行修正；

饱和蒸汽压力和温度关系实验

实验报告评分 13系07级第二大组实验室力一楼日期2010-03-23 姓名钟伟PB07013076 实验题目：饱和蒸汽压力和温度关系实验 实验目的：通过观察饱和蒸汽压力和温度变化的关系，加深对饱和状态的理解，从而建立液体温度达到对应液面压力的饱和温度时，沸腾便会发生的基本概念。通过对实验数据的整理，掌握饱和蒸汽p-t关系图表的编制方法，观察小容积的泡态沸腾现象。 实验原理： 考察水在定压下加热时水的状态的变化过程。随着热量的加入，水的温度不断升高。当温度上升到某温度值t时水开始沸腾。此沸腾温度称为该压力下的饱和温度。同样，此时的压力称为饱和压力。继续加热，水中不断产生水蒸汽，随着加热过程的进行，水蒸汽不断增加，直至全部变为蒸汽，而达到干饱和蒸汽状态。对干饱和蒸汽继续加热，由蒸汽的温度由饱和温度逐渐升高。水在汽化过程中，呈现出五种状态，即未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽。在汽化阶段，处于汽液两相平衡共存的状态，它的特点是定温定压，即一定的压力对应着一定的饱和温度，或一定的温度对应着一定的饱和压力。 实验步骤： 熟悉实验装置的工作原理、性能和使用方法。 1.将调压器指针置于零位，然后接通电源。 2.将电接点压力表的上限压力指针拨到稍高于最高试验压力（如： 0.7MPa）的位置。 3.将调压器输出电压调至170V，待蒸汽压力升至接近于第一个待测定 的压力值时，将电压降至20-50V左右（参考值）。由于热惯性，压

力将会继续上升，待工况稳定（压力和温度基本保持不变）时，记 录下蒸汽的压力和温度。重复上述实验，在0~0.6Pa（表压）范围内， 取5个压力值，顺序分别进行测试。实验点应尽可能分布均匀。 4.实验完毕后，将调压器指针旋回零位，并断开电源。记录实验环境 的温度和大气压力B。 注意事项：本装置允许使用压力为0.8MPa（表压），不可超压操作。 实验处理： 数据记录 绘制p - t 关系曲线，并将实验结果在p - t坐标系中标出如下：

液体饱和蒸汽压与温度关系

液体饱和蒸汽压与温度关系 一、实验目的 1.学习动态法测定液体饱和蒸汽压与温度的关系。 2.使用克劳修斯-克拉佩龙关系式计算水的气化热。 3、掌握气压计、U型管压差计夫人使用的方法和蒸空泵的使用。 4、学习excel处理实验数据。 二、实验原理 在一定温度下与液体处于平衡状态时蒸气的压力称为该温度下的饱和蒸汽压。液体的蒸汽压是随着温度的改变而改变的，当温度升高时有更多的高动能的分子能够由液面逸出，因而蒸汽压增大。当蒸汽压与外界压力相等时，液体就沸腾。外压不同时液体的沸点也就不同，把1大气压时的沸腾温度定义为液体的正常沸点。 液体的饱和蒸汽压与温度的关系可用户克劳修斯-克拉佩龙方程式表示： dInp/dT=—ΔH 汽/RT2 在温度较小的变化范围内，H 汽可视为常数，对上式积分得： Inp=—ΔH 汽/RT+B 测定液体饱和蒸汽压的方法主要有： 饱和气流法、静态法、动态法。

本实验用动态法，利用当液体的蒸汽压与外压相等时液体沸腾的原理，测定液体在不同外压时的沸点就可求出不同温度下的蒸汽压。优点是对温度的控制要求不高，对于沸点低于100℃的液体，如四氯化碳、丙酮、氯仿等也可达到一定的精确度。饱和气流法不仅可测液体 三、仪器与试剂 1.仪器： 三颈烧瓶1个冷凝管1只水银温度计1只电热套（300-500W）1个真空泵及附件1套 2.试剂： 蒸馏水 四、主要实验步骤 1、准确读取实验时的大气压,实验结束的时候在读一次,取平均值。 2、先用洗液清洗三颈瓶,再用自来水冲洗,最后用蒸馏水洗两次。瓶内加约的蒸馏水,加入少许沸石。测温的温度计用纱布包裹,部分浸入水中。用橡皮筋将测环境温度的温度计绑在一起,但要能移动,作露茎校正。 3、系统检漏: 启动真空泵,系统减压53-63Kpa后,关闭真空泵,5分钟后系统压力不在发生变化,则属于正常。否则，检查各连接处是否漏气，可用少许真空酯涂在该处。 4、测定水在不同外压下沸腾的温度： 启动真空泵，让体系压力低于环境压力40-53KPa左右。加热，让水平稳的沸腾，调整测露茎的温度计水银球于测体系温度的温度计汞柱露出部分的中部。隔2-3分钟读数，两次读数基本没有变化时，记录t 观和t 环，同时记录压差计的读数。

饱和水蒸汽的压力与温度的关系介绍

饱和水蒸汽的压力与温度的关系 ( 摘自范仲元: "水和水蒸气热力性质图表" p4～10 ) 温度℃ 水蒸气压力 MPa 相应真空度 MPa 22 0.00264 0.09869 24 0.00298 0.09835 26 0.00336 0.09797 28 0.00378 0.09755 30 0.00424 0.09709 32 0.00475 0.09658 34 0.00532 0.09601 36 0.00594 0.09539 38 0.00662 0.09471 40 0.00738 0.09395 温度℃ 水蒸气压力 MPa 相应真空度 MPa 42 0.00820 0.09313 44 0.00910 0.09223 46 0.01009 0.09124 48 0.01116 0.09017 50 0.01234 0.08899 52 0.01361 0.08772 54 0.01500 0.08633 56 0.01651 0.08482 58 0.01815 0.08318 60 0.01992 0.08141 温度℃ 水蒸气压力 MPa 相应真空度 MPa 62 0.02184 0.07949 64 0.02391 0.07742 66 0.02615 0.07518 68 0.02856 0.07277 70 0.03116 0.07017 72 0.03396 0.06737 74 0.03696 0.06437 76 0.04019 0.06114 78 0.04365 0.05768 80 0.04736 0.05397 温度℃ 水蒸气压力 MPa 相应真空度 MPa 82 0.05133 0.05000 84 0.05557 0.04576 86 0.06011 0.04122 88 0.06495 0.03638 90 0.07011 0.03122 92 0.07561 0.02572 94 0.08146 0.01987 96 0.08769 0.01364 98 0.09430 0.00703 100 0.10133 温度℃ 水蒸气压力 MPa 102 0.10878 104 0.11668 106 0.12504 108 0.13390 110 0.14327 112 0.15316 114 0.16362 116 0.17465 118 0.18628 120 0.19854 温度℃ 水蒸气压力 MPa 122 0.21145 124 0.22504 126 0.23933 128 0.25435 130 0.27013 132 0.27831 134 0.30407 136 0.32229 138 0.34138 140 0.36138