蒸气特性计算器

水蒸气状态由热力学关系式描述。特别是饱和状态（气液平衡）下蒸气压与温度的关系用Antoine式等经验式表示。

其中 $P_{sat}$ 是饱和蒸气压[bar]，$T$ 是温度[°C]，$A, B, C$ 是Antoine常数。此式是模拟器计算饱和包络线边界的基础。

湿蒸气区域（饱和包络线内）的状态由干度 $x$ 确定。利用干度可以用线性插值从饱和液和饱和蒸气的值得到比焓 $h$ 和比熵 $s$ 等特性值。

其中 $h_f$ 是饱和液的比焓，$h_{fg}$ 是汽化潜热（饱和蒸气与饱和液比焓的差）。$x=0$ 时全是液体，$x=1$ 时全是干饱和蒸气。在模拟器中选择包络线内的点时，干度会自动计算。

火力和核电厂：朗肯循环是基本循环，线图用于热效率分析。锅炉产生的过热蒸气在涡轮中膨胀时，可在h-s图上追踪过程，计算输出功和冷凝器中排出的热量。

化工厂工艺设计：蒸气作为反应热源或蒸馏塔的热源，需要确定所需蒸气的温度、压力、流量。湿蒸气的干度直接影响传热效率，必须严格控制。

船舶和蒸汽机车：往复蒸汽机中，理解蒸汽在汽缸内的膨胀过程对预测输出和燃料消耗至关重要。莫利耶线图在历史上对蒸汽机效率的改进做出了巨大贡献。

食品和制药工业灭菌：高压蒸汽（高温灭菌器）灭菌时，温度和压力的关系决定灭菌效果。蒸气表和线图用作确保灭菌条件达成的标准参考。

首先要明确，虽然滑块可以独立调节温度和压力，但不是所有组合都对应真实存在的状态。比如在1气压（约1.013 bar）下可以有120℃的过热蒸气，但试图在10 bar的条件下选择80℃的"过热蒸气"就是不可能的——因为10 bar下的饱和温度约180℃，80℃此时已是液体（压缩水）。图上虽然会显示一个点，但那只是数学推外，实际不存在。实际应用时，先确认该压力下的饱和温度，过热蒸气的温度要在其以上，湿蒸气的温度要等于饱和温度——这是关键窍门。

其次，"干度0.9=蒸气占90%，所以基本干了"这个想法很危险。虽然按质量比蒸气确实占9成，但在伝热计算中这会成为大陷阱。干度0.9的蒸气虽然看似干燥，但其中的液滴在管道中流动时会击中管壁，引起水锤现象，侵蚀涡轮叶片。所以涡轮进口必须是干度=1的过热蒸气。这说明干度不仅是个数值，更是直接影响设备安全的品质指标。

最后，h-s图是建立在平衡状态假设上的"地图"。实际涡轮内的膨胀是极快的非平衡过程，蒸气不一定保持平衡。尤其在湿蒸气区快速膨胀时会进入过饱和状态（亚稳态），实际膨胀线会偏离图上的等熵线。此工具给出的是理想循环效率，实际设计要乘以涡轮效率系数和管道损失系数才能得到真实性能。