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증기의 기초

증기표를 읽는법

증기 이야기에서 검색

 

새로운 장소를 갈때 지도나 네비게이션, 계획을 세우기 위한 비행시간표등이 필요한 것과 같이 산업계의 증기사용을 위해서는 증기표가 반드시 필요합니다. 이번에는 증기표의 각 항목에서 중요한 점들을 알아 보겠습니다.

포화증기표

포화증기표는 증기와 관계한 엔지니어에 있어서는 반드시 필요합니다. 일반적으로는 압력에서 온도, 온도에서 압력의 관계를 알기 위함입니다. 압력과 온도를 알면 비엔탈피(h)나 비체적(v) 등의 다른 정보를 알수 있습니다.

포화증기표에서 볼수 있는 데이터는 끓는점으로 흔히 알고 있는 포화온도의 증기를 나타내고 있습니다. 이 포화온도에서는 같은 온도의 액체와 기체가 공존할 수 있습니다. H2O가 포화온도에서 두개의 상으로 존재할 수 있기 때문에 2개의 정보가 필요합니다. :액체상태의 데이터 "f" 와 기체상태 "g"의 데이터 입니다.

포화증기표의 예

예

  • P = 증기/물의 압력
  • T = 증기/물의 끓는점
  • Vf = 액체 상태의 비체적
  • Vg = 기체 상태의 비체적
  • Hf = 포화수의 비체적(0ºC에서 포화점까지의 에너지를 가진 물)
  • Hfg = 증발시의 잠열(포화수에서 포화증기로 상변화에 필요한 에너지)
  • Hg = 포화증기의 비엔탈피(0ºC물을 증발시키는데 필요한 총에너지)

가열 프로세스에서는 일반적으로 증기가 가지는 잠열(Hfg)을 사용합니다. 증기표에서 알수 있듯이 압력이 낮을 수록 잠열이 커집니다. 압력이 높아지면 잠열은 줄어들다가 임계압력인 22.06MPa가 되면 0이 됩니다.

Tip

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액서스

두가지 방식 : 압력기준과 온도기준

포화증기에서는 압력과 온도사이에 긴밀한 관계성을 가지고 있습니다. 어떤쪽을 기준으로 하는지에 따라 2가지 방식으로 나누어 지지만 데이터의 내용은 같습니다.

압력기준의 포화증기표

PRESS. (게이지) TEMP. 비체적 비엔탈피
kPaG °C m3/kg kJ/kg
P T Vf Vg Hf Hfg Hg
0 99.97 0.0010434 1.673 419.0 2257 2676
20 105.10 0.0010475 1.414 440.6 2243 2684
50 111.61 0.0010529 1.150 468.2 2225 2694
100 120.42 0.0010607 0.8803 505.6 2201 2707

온도기준의 포화증기표

TEMP. PRESS. (게이지) 비체적 비엔탈피
°C kPaG m3/kg kJ/kg
T P Vf Vg Hf Hfg Hg
100 0.093 0.0010435 1.672 419.1 2256 2676
110 42.051 0.0010516 1.209 461.4 2230 2691
120 97.340 0.0010603 0.8913 503.8 2202 2706
130 168.93 0.0010697 0.6681 546.4 2174 2720
140 260.18 0.0010798 0.5085 589.2 2144 2733
150 374.78 0.0010905 0.39250 632.3 2114 2746

다른 단위 : 게이지압력과 절대압력

포화증기표는 게이지 압력단위기준과 절대압력단위의 기준이 따로 있습니다.

  • 절대압력은 절대진공상태를 Zero압력으로 함
  • 게이지 압력은 대기압을 Zero압력으로 합니다.(101.3 kPa)

절대압력을 이용한 포화증기표

PRESS
(ABS.)		 TEMP. 비체적 비엔탈피
kPa °C m3/kg kJ/kg
P T Vf Vg Hf Hfg Hg
0 -- -- -- -- -- --
20 60.06 0.0010103 7.648 251.4 2358 2609
50 81.32 0.0010299 3.240 340.5 2305 2645
100 99.61 0.0010432 1.694 417.4 2258 2675

게이지 압력을 이용한 포화증기표

PRESS. (게이지) TEMP. 비체적 비엔탈피
kPaG °C m3/kg kJ/kg
P T Vf Vg Hf Hfg Hg
0 99.97 0.0010434 1.673 419.0 2257 2676
20 105.10 0.0010475 1.414 440.6 2243 2684
50 111.61 0.0010529 1.150 468.2 2225 2694
100 120.42 0.0010607 0.8803 505.6 2201 2707

게이지 압력을 이용하는 이유는 일상생활에서 경험하고 있는 상태를 Zero압력으로 하는 것이 사용하기에 간단하기 때문 입니다.

게이지 압력을 기준으로 하는 포화증기표는 대기압을 0,절개 압력을 기준으로 하는 포화증기표는 대기압을 101.3kPa로 합니다. 이 압력의 단위를 구별하기 위하여 게이지 압력단위의 끝에는 "g" 를 붙여 kPaG 또는 psig로 표시합니다.

게이지압력단위에서 절대압력단위로 변환

SI Units용

증기압력 [kPa abs] = 증기압력 [kPaG] + 101.3 kPa

중요 노트: 게이지 압력과 절대압력을 실수하는 문제가 자주 발생을 합니다. 따라서 혼동이 없도록 주의할 필요가 있습니다.

표의 요약

게이지 압력

  • 대기압을 Zero압력으로 함*
  • Zero 압력 = 대기압

절대압력

  • 절대압력을 Zero압력으로 함
  • Zero 압력 = 절대진공압력

*대기압은 101.3 kPa (14.7 psi)

과열증기표

과열증기의 경우는 포화증기와 달리 온도와 압력의 관계가 일정하지 않습니다. 따라서 과열증기를 확인하기 위해서는 온도와 압력을 확인하여 과열증기표를 확인해야 합니다.

사실, 과열증기는 너무 많은 경우의 수를 가지고 있기 때문에 모든 내용을 표시하는 것은 불가능 합니다. 그렇기 때문에 간략하게 적혀있는 과열증기표를 주로 이용합니다.

과열증기표의 예

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과열증기표에는 해당하는 온도와 압력에 대한 비체적(Vg), 비엔탈피(Hg), 비열(Sg)등의 정보가 포함되어 있습니다.