1. 飽和蒸気
熱処理されていない蒸気は飽和蒸気と呼ばれ、無色、無臭、可燃性、非腐食性の気体です。飽和蒸気には以下の特徴があります。
(1)飽和蒸気の温度と圧力の間には1対1の対応があり、それらの間には独立変数が1つだけ存在する。
(2)飽和蒸気は凝縮しやすいため、蒸気の伝熱過程で熱損失が発生すると、蒸気中に液滴または液霧が発生し、温度と圧力が低下します。液滴または液霧を含んだ蒸気を湿り蒸気といいます。厳密に言えば、飽和蒸気は多かれ少なかれ液滴または液霧を含む二相流体であるため、異なる状態を同じ気体状態方程式で記述することはできません。飽和蒸気中の液滴または液霧の含有量は、蒸気の質を反映しており、一般的に乾き度というパラメータで表されます。蒸気の乾き度とは、飽和蒸気の単位体積中に含まれる乾き蒸気の割合を指し、「x」で表されます。
(3)飽和蒸気の流量を正確に測定することは困難です。飽和蒸気は乾き度を保証することが難しく、一般的な流量計では二相流体の流量を正確に検出できず、蒸気圧力の変動が蒸気密度の変化を引き起こし、流量計の指示に誤差が生じるためです。したがって、蒸気測定においては、測定点における蒸気の乾き度を要求条件を満たすよう維持するよう努め、必要に応じて補正措置を講じて正確な測定を実現する必要があります。
2. 過熱蒸気
蒸気は特殊な媒体であり、一般的に蒸気といえば過熱蒸気を指します。過熱蒸気は一般的な動力源であり、蒸気タービンを回転させ、発電機や遠心圧縮機を駆動するためによく用いられます。過熱蒸気は飽和蒸気を加熱することで得られ、液滴や液霧を一切含まず、実在気体です。過熱蒸気の温度と圧力は独立した二つのパラメータであり、その密度はこれら二つのパラメータによって決定されます。
過熱蒸気は長距離輸送後、動作条件(温度、圧力など)の変化に伴い、特に過熱度が高くない場合は、放熱温度の低下により過熱状態から飽和または過飽和状態に移行し、水滴を含んだ飽和蒸気または過飽和蒸気に変化します。飽和蒸気が急激かつ大きく減圧されると、液体も断熱膨張して飽和蒸気または水滴を含んだ過飽和蒸気になります。飽和蒸気が急激かつ大きく減圧され、液体も断熱膨張して過熱蒸気に変化し、気液二相流媒体を形成します。