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蒸気表計算|飽和水・湿り蒸気・過熱蒸気の物性

温度または絶対圧、乾き度、過熱度から水・蒸気の焓、エントロピー、比容積を計算。入力範囲内でIAPWS-IF97領域1・2・3・4を用い、T-s図とP-T図に実温度の状態点を表示します。認証済みの物性計算ではありません。

入力方法

計算結果
乾き飽和蒸気
—
飽和圧力 Psat (kPa)
—
飽和温度 Tsat (°C)
—
エンタルピー h (kJ/kg)
—
エントロピー s (kJ/kg·K)
—
比体積 v (m³/kg)
—
蒸発潜熱 hfg (kJ/kg)
T-s 線図

飽和液線・飽和蒸気線と現在の状態点。●は実温度と、その実温度・圧力で求めたエントロピーを示します。

P-T 線図

背景は飽和P-T曲線。●は実温度(基準飽和温度+過熱度)と圧力を示し、過熱時は飽和曲線から離れます。

エンタルピー h

飽和温度に対するhf・hfg・hgの曲線のみを示します。過熱蒸気の状態点はこのタブには表示しません。

理論・主要公式

飽和圧力と飽和温度の対応:

IAPWS R7-97(2012):領域1・2・3の物性式と領域4の飽和p–T式を入力範囲内で使用します。認証や全域の精度保証を意味しません。

湿り蒸気(乾き度 x)の状態量:

$h = h_f + x \cdot h_{fg}, \quad s = s_f + x \cdot s_{fg}, \quad v = v_f + x \cdot v_{fg}$

ランキンサイクルの理論熱効率:

$\eta_{th} = \frac{(h_1 - h_2) - (h_{fw} - h_{cond})}{h_1 - h_{fw}}$

ここで状態1 = タービン入口、状態2 = タービン出口、fw = 給水、cond = 凝縮器出口。

条件をそろえて試す

計算例

温度入力100°C、乾き度x=1、過熱度0°Cで、飽和圧力101.418kPa、比エンタルピー2675.6kJ/kg、比容積1.6719m³/kgを表示します。これは本ページのIF97実装の出力です。x=0.5では飽和端点の線形混合となります。認証値ではありません。

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モデルと適用範囲

入力範囲内でIAPWS-IF97領域1・2・3による飽和端点と過熱蒸気のh・s・比容積、領域4による飽和圧力・温度を計算します。湿り蒸気はh=hf+x(hg−hf)、sと比容積も乾き度による線形混合です。圧力入力は1〜21000kPa(絶対圧)、基準飽和温度入力は1〜370°C、過熱度は0〜400°Cです。温度370°Cから求める圧力約21043.367kPaは切り詰めません。過熱度が正のとき乾き度欄は無効となり、h・s・比容積は同じ実温度・圧力で評価します。T-s図・P-T図の点と状態ラベルは実温度、hタブは飽和曲線のみです。認証済みの計算ではなく、領域境界付近には式間の整合性差があり、全域の精度保証はありません。

教育・参考用です。表示桁数は精度保証ではなく、設計・安全判断には独立した検証済み物性計算との照合が必要です。

検算で確認した差と、この計算の限界

確認した点では、Clapeyron関係(飽和曲線の傾きと物性値から求める傾き)の残差が最大約0.07419%、約350°Cの領域切替では比エンタルピーに約0.03854kJ/kgの減少がありました。370°Cの飽和液では、NIST IAPWS-95に対し比エンタルピーが約+0.10346%、比容積が約+0.31093%でした。これらは検証点での差であり、全入力範囲の誤差上限ではありません。厳格な整合性検査39条件とNIST比較2物性の超過は未合格のまま記録し、数値の平滑化や判定閾値の緩和は行っていません。

参照:IAPWS: IAPWS-95 / IF97 · IF97 §10, Tables 43–44 · NIST Water

よくある質問

圧力の入力単位はbarですか?

kPa(絶対圧)です。1bar=100kPa、1MPa=1000kPaです。ゲージ圧を使う場合は絶対圧への換算が必要です。

乾き度と過熱度は同時に効きますか?

過熱度が0°Cのとき乾き度を使います。x=0は飽和水、x=1は乾き飽和蒸気です。過熱度が正のときは乾き度欄が無効となり、飽和温度に過熱度を加えた実温度と絶対圧で計算します。

工業用蒸気表と数値が違うのはなぜですか?

入力範囲内でIF97領域1・2・3・4の式を使用しますが、この実装は認証済みではありません。NISTのIAPWS-95とIF97は異なる物性式で、特に臨界点近くでは差が生じます。領域切替の小さな不連続もあり、表示桁数は精度保証ではありません。設計値は独立した検証済み物性計算と照合してください。

ランキンサイクルの効率やCAE入力ファイルを作れますか?

本ページは選択した1状態の物性を調べるツールです。サイクル効率の自動計算やCAE形式の書き出し機能はありません。

理論の参考資料(本ツールの精度保証ではありません)

IAPWS: Thermodynamic property formulations

NeutriumJS.thermo.IAPWS97 — Copyright 2015, Native Dynamics. CC BY 4.0 license · Upstream 4d6d8a4. 上流の物性コードは無変更で同梱。別のNovaSolverアダプターで領域選択と領域4の係数補正を行います。著者の推奨・承認やIF97認証を意味しません。

説明を更新:2026年10月23日

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