蒸汽工程和传热G.ydF4y2Ba

整个工程等行业，很多不同的定义和单位已经提出并用于机械和热性能。G.ydF4y2Ba

这导致导致的发展问题商定的单位（或SI单位：SYSTEME国际D'联）国际体系。的SI系统中有从该其他属性的单元可以衍生7良好定义的基本单位，而这些将在本出版物中被使用。G.ydF4y2Ba

该SI基础单位包括长度（米），质量（千克），时间（秒）和温度（以开尔文）。前三有望不需要进一步的解释，而后者将在后面更详细地讨论。G.ydF4y2Ba

其他Si基本单元是电流（在安培中），物质量（以摩尔为单位）和发光强度（在Candela）。这些可以熟悉电子，化学和物理学的背景，但与蒸汽工程或蒸汽和冷凝水环的内容几乎没有相关性。G.ydF4y2Ba

表2.1.1显示了衍生的单元是相关的这个问题上，所有这些都应该熟悉那些对普通的工程背景。这些量都已经在科学和工程的开发先驱著名分配后的特殊名称。G.ydF4y2Ba

有迹象表明，已经从SI基本单位，这也将成为重要的参与蒸汽工程的人得到的许多其他量。这些在表2.1.2规定。G.ydF4y2Ba

倍数和因数G.ydF4y2Ba

表2.1.3给出了用于形成十进制倍数和SI单位的子倍数的SI前缀。它们允许避免非常大或非常小的数值。前缀直接连接到设备的名称上，前缀符号直接连接到设备的符号上。G.ydF4y2Ba

总而言之，一千米可表示为1公里、1 000米或10³米。G.ydF4y2Ba

蒸汽流量计量应用中使用的特殊缩写G.ydF4y2Ba

由于历史原因，有关流量计量的国际标准ISO 5167(取代bs1042)使用表2.1.4中的缩写。G.ydF4y2Ba

STP - 标准温度和压力G.ydF4y2Ba

这些是测量物质性质的标准条件。标准温度是纯水的冷冻点，0°C或273.16°K。标准压力是由汞柱（符号HG）高760mm高，通常指定为760mm Hg的压力。这种压力也称为一种大气，等于每平方厘米的1.01325×106达因，或每平方英寸约14.7磅。气体的密度（每体积质量）通常报告为其在STP的值。在其他条件下测量无法在STP测量的性质;通常，所获得的值然后在数学上推断为STP的值G.ydF4y2Ba

符号G.ydF4y2Ba

表2.1.5显示了蒸汽和冷凝环中使用的符号和典型单元。G.ydF4y2Ba

与性能使用标G.ydF4y2Ba

使用焓，熵和内部能量时，使用如下所示的下标用于识别阶段，例如：G.ydF4y2Ba

• 下标f =流体或液体状态下，实施例HG.ydF4y2Ba_FGydF4y2Ba：液体焓G.ydF4y2Ba
• 下标FG =状态液体到气体的变化，实施例HG.ydF4y2Ba_FGG.ydF4y2Ba:蒸发焓G.ydF4y2Ba
• 下标g =总，对于实施例HG.ydF4y2Ba_G.G.ydF4y2Ba：总焓G.ydF4y2Ba

注意，按照惯例，过热蒸汽的总热量用h表示。G.ydF4y2Ba

通常，按照惯例，样品数量用大写字母表示，而单位数量用小写字母表示。G.ydF4y2Ba

例如:G.ydF4y2Ba

过热蒸汽ħ千焦的样品中总焓G.ydF4y2Ba

过热蒸汽比焓h kJ/kgG.ydF4y2Ba

温度G.ydF4y2Ba

温标是热平衡的指标，意思是任何两个相互接触的系统，其值相同，都处于热平衡状态。G.ydF4y2Ba

摄氏(°C)刻度G.ydF4y2Ba

这是工程师最常用的刻度，因为它有一个方便(但任意)的零温度，对应于水结冰的温度。G.ydF4y2Ba

绝对或K（开尔文）标度G.ydF4y2Ba

此标度具有相同的增量为摄氏温标，但具有对应于最低可能的温度，当所有分子和原子的运动已经停止一个零。该温度通常被称为绝对零度（0 K）和相当于-273.16℃。G.ydF4y2Ba

温度的两个尺度是可互换的，如图2.1.1和在等式2.1.1表达。G.ydF4y2Ba

Si的温度单位是​​开尔文，其定义为其三点（0.01℃）的纯水热力学温度的1÷273.16。模块2.2中给出了三重点的说明。G.ydF4y2Ba

大多数热力学方程需要开尔文中表达的温度。然而，温度差，正如在许多传热计算中使用，可以在任一℃或K.表示由于两个秤具有相同的增量的1℃的温差具有相同的值作为1 K的温度差G.ydF4y2Ba

压力G.ydF4y2Ba

的压力的SI单位是帕斯卡（Pa）定义为1牛顿每平方米（1 N /平方米）的力。G.ydF4y2Ba
由于Pa是一个如此小的单位，kPa(1千牛顿/m²)或MPa(1兆牛顿/m²)往往更适合于蒸汽工程。G.ydF4y2Ba

然而，可能是蒸汽工程中最常用的公制单元是蒸汽工程中的压力测量。这等于10G.ydF4y2Ba^5.G.ydF4y2Ban /m²，并近似为1氛围。本机在本出版物中使用。G.ydF4y2Ba

其他常用的单位包括lb/in²(psi)， kg/cm²，atm，在H2O和mm Hg。G.ydF4y2Ba

绝对压力（巴）G.ydF4y2Ba

这是从完全真空，即完全真空的基准测得的压力为0巴的压力下进行。G.ydF4y2Ba

表压（巴克）G.ydF4y2Ba

这是从大气压的基准测量的压力。尽管实际上，大气压将取决于气候和海平面上方的高度，通常使用普遍接受的1.013 25巴（1atm）的值。这是在海平面通过地球大气层的空气施加的平均压力。G.ydF4y2Ba

表压=绝对压力 - 大气压G.ydF4y2Ba

高于大气压的压力将始终产生正面压力。相反，真空或负压是低于大气的压力。-1bar g的压力与完美的真空相对应。G.ydF4y2Ba

压差G.ydF4y2Ba

这只是两个压力之间的差异。当指定差压时，由于压力基准点变得无关，因此不需要使用后缀的G'或'A'表示规格压力或绝对压力。G.ydF4y2Ba

因此，除了从相同的基准中测量两个压力，两个压力之间的差异将具有相同的值这些压力或绝对压力。G.ydF4y2Ba

密度和比容G.ydF4y2Ba

物质的密度(ρ)可以定义为每单位体积(V)的质量(m)。比体积(vg)是每单位质量的体积，因此是密度的倒数。事实上，“特定的”一词通常用来表示物质的单位质量的性质(见公式2.1.2)。G.ydF4y2Ba

密度（ρ）的SI单位是公斤/立方米，相反地，比容积（VG）的单位是立方米/公斤。G.ydF4y2Ba

用作密度的量度的另一术语是比重。它是一种物质（ρS）的密度，并在标准温度和压力（STP）的纯水（ρW）密度的比率。G.ydF4y2Ba

这种参考条件通常定义为在大气压力和0°C下。有时它被说在20°C或25°C，并被称为正常温度和压力(NTP)。G.ydF4y2Ba

在这些条件下，水的密度约为1 000 kg/m³。因此，密度大于这个值的物质的比重将大于1，而密度小于这个值的物质的比重将小于1。G.ydF4y2Ba

由于比重是两个密度的比率，它是无量纲变量，没有单位。因此，在这种情况下，术语特异性并不表示它是一个物质的单位质量的属性。比重有时也被称为物质的相对密度。G.ydF4y2Ba

热，工作和能量G.ydF4y2Ba

能量有时被描述为做功的能力。通过机械运动所传递的能量叫做功。功和能的国际单位制单位是焦耳，定义为1n米。G.ydF4y2Ba

的情况下进行机械功的量可以通过从牛顿力学导出的等式来确定：G.ydF4y2Ba

工作=强制x位移G.ydF4y2Ba

它也可以被描述为所施加的压力和置换体积的乘积：G.ydF4y2Ba

工作=施加的压力X置换体积G.ydF4y2Ba

举例2.1.1G.ydF4y2Ba

1帕（或1 N /平方米）的施加压力的移位1立方米的体积。多少工作已经完成？G.ydF4y2Ba

完成工作= 1 N /平方米X 1立方米= 1 N M（OR 1 J）的G.ydF4y2Ba

如上面的例子，使用SI单元的好处是，等式中的单元实际上抵消以提供产品的单位。G.ydF4y2Ba

J. P.焦耳的实验观察确立有机械能（或工作）和热之间的等价性。他发现，在所需要的能量的量相同，以产生相同的温度上升的水的特定的质量，而不管能量是否供给热或工作。G.ydF4y2Ba

一个系统的总能量是由内部，势能和动能的。的物质的温度直接相关，其内部能量（UG）。内部能量与物质内的运动，相互作用和分子的结合相关联。的物质的外部能量与其速度和位置相关联，并且是它的势能和动能的总和。G.ydF4y2Ba

能量的作为单独的温度差的结果的传递被称为热流动。的瓦，也就是功率的SI单位，可以被定义为1焦耳/秒的热流动。G.ydF4y2Ba

其他用来量化热能的单位是英国热量单位(Btu:使1磅水升高1°F的热量)和千卡(使1公斤水升高1°C的热量)。G.ydF4y2Ba

转换因子可容易地从许多来源。G.ydF4y2Ba

比焓G.ydF4y2Ba

这是给定的总能量的术语，由于压力和温度，流体的（例如水或蒸汽）在任何给定的时间和条件。更具体地说，它是内部能量和所施加的压力完成的工作的总和（如实施例2.1.1中）。G.ydF4y2Ba

测量的基本单位是焦耳（J）。由于一个焦耳表示能量的一个非常小的量，这是通常使用千焦（千焦耳= 1 000焦耳）。G.ydF4y2Ba

比焓是单位质量的总能量的量度，其单位通常为kJ/kg。G.ydF4y2Ba

比热容G.ydF4y2Ba

流体的焓是其温度和压力的函数。通过测量由恒定压力的热量引起的温度升高，可以找到焓的温度依赖性。恒压热容量CP，是特定温度焓变化的量度。G.ydF4y2Ba

类似地，内部能量是温度和特定体积的函数。恒定体积热容量CV，是特定温度和恒定体积处内能量变化的量度。G.ydF4y2Ba

由于固体和液体的比体积通常较小，所以除非压力极高，否则施加压力所做的功可以忽略不计。因此，如果焓能单独由内能分量表示，则定容和定压热容可以说是相等的。G.ydF4y2Ba

因此，对于固体和液体：CG.ydF4y2Ba_P.G.ydF4y2Ba≈çG.ydF4y2Ba_V.G.ydF4y2Ba

用于固体和液体的另一种简化假设它们是不可压缩的，从而使它们的体积仅是温度的函数。这意味着，对于不可压缩的流体的焓和热容量也只有温度的函数。G.ydF4y2Ba

比热容量表示将1 kg升高1℃所需的能量，并且可以被认为是物质吸收热量的能力。因此，特定热容量的Si单元是KJ / kg K（KJ / kg℃）。与许多液体相比，水具有大的比热容量（4.19 kJ / kg°C），这就是为什么水和蒸汽被认为是良好的热载体。G.ydF4y2Ba

提高的物质的温度所需要的热能的量可从等式2.1.4来确定。G.ydF4y2Ba

该方程表明，物质的给定的质量，温度上升线性相关提供的热的量，假设G.ydF4y2Ba
在该温度范围内，具体的热容量是恒定的。G.ydF4y2Ba

例如2.1.2G.ydF4y2Ba

考虑一定量的水与2升的体积，从20℃至70℃的温度上升。G.ydF4y2Ba

在大气压下，水的密度约为1 000 kg/m³。由于1 m³中有1 000升，那么密度可以表示为1公斤每升(1公斤/升)。所以水的质量是2kg。G.ydF4y2Ba

在低温度范围内，水的比热容可取为4.19 kJ/kg°C。G.ydF4y2Ba

因此：Q = 2千克X 4.19千焦耳/公斤℃，X（70 - 20）（℃）= 419千焦G.ydF4y2Ba

如果水，然后冷却至其原始的20℃的温度下，它也将释放在冷却应用能量的该量。G.ydF4y2Ba

熵（S）G.ydF4y2Ba

熵是无序的系统内的程度的度量。疾病的程度越大，熵越高。熵的SI单位是千焦耳/公斤K（千焦耳/公斤℃）。G.ydF4y2Ba

在固体中，物质的分子以有序的结构排列。当物质从固体变为液体或从液体到气体的变化时，分子的布置变得更加无序，因为它们开始更自由地移动。对于任何给定的物质，气相中的熵大于液相的熵，液相中的熵大于固相。G.ydF4y2Ba

所有自然或自发过程的一个特征是它们向平衡状态发展。这可以从热力学第二定律中看出，即热量不能从较冷的物体传递到较热的物体。G.ydF4y2Ba

系统的熵的变化是由其热含量的变化引起的，其中熵的变化等于除以平均绝对温度的热变化，等式2.1.5。G.ydF4y2Ba

为了更详细地了解这一点，请考虑以下示例:G.ydF4y2Ba

例如2.1.3G.ydF4y2Ba

的方法，提出了从0到100 1kg水℃（273〜373 K）的大气条件下。G.ydF4y2Ba

比焓在0°C (hG.ydF4y2Ba_FGydF4y2Ba）= 0千焦耳/公斤（从蒸汽表）G.ydF4y2Ba

在100℃下的水的比焓（HG.ydF4y2Ba_FGydF4y2Ba）= 419千焦耳/公斤（从蒸汽表）G.ydF4y2Ba

计算比熵的变化G.ydF4y2Ba

因为这是水的比熵的变化，所以公式2.1.6中的符号s加上后缀f就变成了sf。G.ydF4y2Ba

例如2.1.4G.ydF4y2Ba

的方法，在大气条件下变化1公斤水，在100℃（373 K）至饱和蒸汽在100℃（373 K）。G.ydF4y2Ba

计算蒸发比熵的变化G.ydF4y2Ba

由于这是涉及国家的变化熵，符号“S”公式2.1.6采用后缀“G.ydF4y2Ba_FGG.ydF4y2Ba'成为sG.ydF4y2Ba_FGG.ydF4y2Ba。G.ydF4y2Ba

蒸发比焓G.ydF4y2Ba

在100℃（373 K）（h蒸汽的G.ydF4y2Ba_FGG.ydF4y2Ba）= 2 258 kJ / kg（来自蒸汽桌）G.ydF4y2Ba

蒸发比焓G.ydF4y2Ba

100°C（373 k）（hG.ydF4y2Ba_FGG.ydF4y2Ba）= 0千焦耳/公斤（从蒸汽表）G.ydF4y2Ba

The total change in specific entropy from water at 0 °C to saturated steam at 100 °C is the sum of the change in specific entropy for the water, plus the change of specific entropy for the steam, and takes the suffix ‘g’ to become the total change in specific entropy s_G.G.ydF4y2Ba。G.ydF4y2Ba

因此G.ydF4y2Ba

例如2.1.5G.ydF4y2Ba

在大气压下将1kg饱和蒸汽过热至150℃（423k）。确定熵的变化。G.ydF4y2Ba

随着饱和水的熵由0.01℃的基准测量，0°C的水熵可以用于实际目的，可作为零。该实施例中的特定熵的总变化基于0°C的初始水温，因此最终结果与最终条件下的蒸汽表中的蒸汽熵的特异性熵相同大气压和150°C的蒸汽。G.ydF4y2Ba

熵更详细的模块2.15讨论，熵 - 一个基本的了解，并在模块2.16，熵 - 及其实践应用。G.ydF4y2Ba