過熱蒸気

質問

次の問題がわかりません。

蒸気ラインに3.45MPa、264℃の過熱蒸気が流れている。
どのくらいの熱損があれば、この蒸気が飽和蒸気になるか。

という問題で、正解は74kJ/kgなのですが、下記の２点について教えてください。

１．過熱蒸気の比エンタルピーは過熱蒸気表を使わず、温度基準または圧力基準の蒸気表を用いて計算できるか。また、どのように計算すればよいか。
２．正解から考えると、
「過熱蒸気の比エンタルピー」-「3.45MPaの飽和蒸気の比エンタルピー」
のようなのですが、よく理解できていない為、
「過熱蒸気の比エンタルピー」-「264℃の飽和蒸気の比エンタルピー」を計算してしまいそうになります。
この問題が与えられたときに、温度基準ではなく圧力基準の比エンタルピーを見なければならない
というのはどのように考えればわかるのでしょうか？

回答No.3

ninoue

考え方はgohtrawさんの回答の通りです。
機械学会の蒸気表を参照下さい。

https://www.tlv.com/ja/steam_table/steam_table.php
蒸気表-TLV

3.45MPa、264℃の過熱蒸気の比エンタルピ　 2877.80 KJ/Kg
3.45MPa の飽和蒸気の比エンタルピ　　　　　　2802.86 KJ/Kg

以上から計算すると75KJ/Kgの筈です。
正解74KJ/Kgとの差は蒸気表のバージョンの差や計算式の差なのでしょうか?
実用的には誤差の範囲内程度でしょう。

回答No.2

uen_sap

問題がよくない。
回答は誤り。

熱力学の問題は何が一定かを常に念頭におくこと。
この問題には何が一定になるのか明記がありませんが、熱損があれば通常圧力一定にはなりません。
常識的には、流量が一定として熱バランス、を勘定することになります。
外部にエネルギーを取り出す問題ではないので、エンタルピーを考えると、混乱する。
熱力の基本は内部エネルギー。
工学的に仕事を取り出す場合にエンタルピーを使うと便利、というだけです。

回答No.1

gohtraw

蒸気ラインなのだから、どこかに供給源があって、３．４５ＭＰａ、２６４℃の
蒸気が供給されており、ラインのどこかで熱ロスが生じているわけです。
従って、この系は圧力一定と考えるのが妥当です。密閉された容器だと
温度も圧力も変化するのでまた違ったことになると思いますが。

また、過熱蒸気において熱ロスがあった場合、温度は確実に
変わりますよね？飽和の状態になるまでは潜熱の出番はないので。
従ってこの問題の設定の通りに過熱蒸気が飽和蒸気になったときの
温度は２６４℃ではなく、それより低いどこか（３．４５ＭＰａにおける沸点）
になっているはずです。

以上より、この変化は圧力一定、温度は変化するという現象なので、
温度基準ではなく圧力基準のエンタルピを使う必要があります。

補足

回答ありがとうございます。
立て続けに申し訳ないのですが、
過熱蒸気の比エンタルピーはどうすれば求まるのでしょうか？