Chapter hvac engineering Fundamentals: Part 1 Introduction

Design Procedures: Part 4
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must be added to change the state of the water from liquid to vapor
with no change in temperature. This same amount is removed and
used, in a heat exchanger, when steam is condensed. Note that while
liquid water has an enthalpy change of about 1 Btu / lb per degree of
temperature change and steam has much less than that, the change-
of-state enthalpy is 970 Btu / lb at 212
⬚
F. This is what makes steam so
efficient as a conveyor of heat. In calculating the steam quantity
(pounds per hour) required for a specific application, use the latent
heat
h
fg
.
Steam
quality
refers to the degree of saturation in a mixture of
steam and free water. As indicated in Table 6.1, there is a saturation
pressure (or ‘‘vapor’’ pressure) corresponding to each absolute temper-
ature. When the pressure and temperature match, the steam is said
to be
saturated,
with a quality of 100 percent. When steam flows in a
piping system, there is always some heat loss through the pipe wall,
with a consequent reduction in temperature. If the steam was initially
saturated, some will condense into waterdroplets that will be carried
along with the flow. Then the steam quality will be less than 100
percent. Steam containing free water is
wet steam.
The free moisture
can cause problems in some types of equipment, such as turbines.
Steam lines must be sloped downward in the direction of flow, so that
condensed water can be carried along to a point where it can be ex-
tracted. When the steam temperature exceeds the saturation temper-
ature, the steam is
superheated.
Superheated steam is useful where
free moisture is to be avoided, such as in some turbines.