증기를 뜨거운 물로 바꾸려면 얼마나 많은 증기가 필요합니까?

증기로 물을 가열하는 데 필요한 증기의 양은 증기 압력, 온도, 뜨거운 물의 목표 온도, 열전달 효율, 시스템의 열 손실 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 증기 방출이 주로 잠열이고 상당한 열 손실이 없다고 가정할 때의 단순화된 계산 방법은 다음과 같습니다.

1. 기본 공식:

   큐=m뜨거운 물⋅c⋅ΔT+m뜨거운 물⋅L(뜨거운 물을 증발시켜야 하는 경우)Q = m_{\text{뜨거운 물}} \cdot c \cdot \Delta T + m_{\text{뜨거운 물}} \cdot L \quad (\text{뜨거운 물을 증발시켜야 하는 경우})큐=중뜨거운 물​⋅기음⋅델타티+중뜨거운 물​⋅엘(뜨거운 물을 증발시켜야 하는 경우)

   안에:

   • $큐$: 총 칼로리 요구량(킬로줄, kJ)
   • m뜨거운 물m_{\text{뜨거운 물}} 중뜨거운 물​: 뜨거운 물의 질량(kg), 뜨거운 물 1세제곱미터는 약 1000kg(밀도는 약 1g/cm³로 가정)
   • $기음$: 물의 비열은 약 4.18 kJ/(kg·℃)입니다.
   • $델타티$: 온수 온도 상승 값(℃)
   • $엘$: 물의 증발 잠열(kJ/kg, 증발이 수반되지 않으면 무시 가능)

2. 증기로 제공되는 열： 증기가 방출하는 열은 주로 다음과 같은 것에서 나옵니다.응축 잠열(증발 잠열) 및 가능현열. 예를 들어:

   • 포화 증기(0.1 MPa, 100°C)의 증발 잠열은 약 2257 kJ/kg입니다.
   • 증기가 응축된 후에도 온도가 계속 떨어지면 현열이 방출됩니다(액체 물의 비열에 따라 계산).

   증기량 계산:

   msteam = Q 증기 잠열 + 현열(있는 경우)m_{\text{증기}} = \frac{Q}{\text{증기 잠열} + \text{현열(있는 경우)}}중증기​=증기의 잠열+현열(있는 경우)큐​

3. 단순화된 예: 가정:

   • 1세제곱미터(1000kg)의 물을 20°C에서 80°C까지 가열해야 합니다(증발 없이).
   • 증기는 0.1 MPa 포화 증기이고 잠열(2257 kJ/kg)만 고려됩니다.
   • 열교환 효율은 100%입니다(실제로는 효율 손실을 고려해야 합니다).

   칼로리 요구량:

   $$큐=1000\cdot 4.18\cdot (80-20)=250,800\text{킬로줄}$$

   필요한 증기량:

   m 증기 = 250,8002257≈111 kg m_{\text{증기}} = \frac{250,800}{2257} \approx 111 \, \text{kg}중증기​=2257250,800​≈111킬로그램

   따라서 대략 111kg 증기.

4. 실용적인 고려 사항:

   • 열전달 효율: 실제 시스템에서는 열교환기 효율이 80%~95%가 될 수 있으며, 추가적인 증기량이 필요합니다.
   • 스팀 상태: 고압 또는 과열 증기의 잠열과 현열은 다르므로, 특정 매개변수에 따른 표(예: 증기표)를 찾아볼 필요가 있습니다.
   • 열 손실: 파이프와 장비에서 열이 방출되면 증기 수요가 증가합니다.
   • 응축수 회수：응축수의 열을 회수하면 증기 소비량을 줄일 수 있습니다.