一、核心摘要
该设备为工程热力学基础核心实验设备，主要面向本科热工基础、工程热力学等课程教学、工程实训及基础科研，可系统完成饱和蒸汽压力-温度对应关系测定、饱和沸腾现象观测、热力特性分析等核心热工基础实验项目。
设备核心用于测定不同压力工况下水与饱和蒸汽的平衡温度、饱和压力、相变临界参数等关键热力参数，精准探究饱和状态下流体压力与温度的耦合变化规律。可实时观测不同压力区间下水的沸腾相变全过程，涵盖常压、中低压等多种工业常见工况，清晰呈现汽化核心生成、饱和沸腾的物理现象，帮助直观理解工质饱和相变机理。
同时，装置支持实验数据实时采集，可完成饱和蒸汽P-T关系图表编制、热力参数拟合、工况对比分析等实训内容，可支撑学生开展蒸汽热力特性探究、热工参数标定优化等创新实训与科研实验。设备适配高校能源动力、热能工程、机械、暖通、化工等专业的基础热工实验教学需求，可有效夯实学生热工理论基础，提升热力参数测试、数据处理与热工工况分析的工程实践能力。
二、什么是饱和蒸汽p-t关系实验装置
1.定义
饱和蒸汽P-T实验模块是基于《工程热力学》水和水蒸汽热力过程相关理论基础，用于研究水和蒸汽的压力-温度关系的实验设备，结合ET100热力学基本实验台，可以测得一系列对应饱和压力下的饱和蒸汽温度，绘制P-T关系曲线。本产品与ET100热力学基本实验台配合使用，可完成如下内容：
1.水/蒸汽的压力-温度关系的研究。
2.利用蒸汽压力 – 温度关系研究克拉贝隆-克劳修斯方程。
3.试验结果与蒸汽表的比较。。
2. 组成结构
实验设备由密闭容器（锅炉）、加热设备、压力传感器、温度传感器、可视窗口、排水阀、注水口、排汽安全阀等组成。
3.工作原理
本实验是通过电加热器对密闭容器中的水加热，使容器中的水达到饱和状态。饱和状态时水的汽化和液化两个过程处于动态平衡，单位时间里离开液体的汽化分子数目等于液化分子数目，无论是水还是蒸汽的量都保持恒定不变。此时容器中的水处于饱和状态，称为饱和水；水面以上的空间产生具有一定压力的蒸汽，称为饱和蒸汽。在饱和状态时，气、液两相具有相同的温度，称为饱和温度，气相的压力称为饱和压力。通过预习内容的学习，可了解到饱和温度与饱和压力是一一对应的关系。饱和压力增加，对应的饱和温度升高；饱和压力降低，对应的饱和温度也降低。
实验过程中改变电加热器的电压，使容器的加热量发生变化，从而产生不同压力下的饱和蒸汽。当密闭容器中为真空状态时（即不存在水蒸汽外的其他气体），水沸腾后即处于饱和状态。
通过本实验，可观察水蒸汽的产生过程以及压力和温度对饱和状态的影响规律，测定水蒸汽饱和压力与饱和温度的关系，理解液体温度达到对应于液面压力的饱和温度时，沸腾便会发生的基本概念。同时加深对蒸发、沸腾、汽化、液化、饱和状态、饱和温度、饱和压力、饱和水、饱和蒸汽等物理概念的理解。
三、主要实验项目
| 实验项目 | 教学目标 | 测量参数或其他 |
| 水/蒸汽的压力-温度关系的研究 | 1.通过测定饱和蒸汽压力和温度的关系，加深对饱和状态的理解；2.通过对实验数据的整理，掌握饱和蒸汽P-T关系曲线的绘制方法；3.观察小容器中水的核态沸腾现象；4.加深对热力学状态、饱和状态、饱和压力、饱和温度、汽液平衡等基本概念的理解。 | 温度、压力 |
| 利用蒸汽压力-温度关系研究克拉贝隆-克劳修斯方程 | 1.通过测定蒸汽压力-温度关系，研究克拉贝隆-克劳修斯方程；2.观察小容器中水的核态沸腾现象；3.使学生完整参与包括前期设计在内的整个科研实验过程，培养学生创新开拓的能力。 | 温度、压力 |
四、技术参数
| 参数名称 | 值 |
| 热水流量调节范围 | 0~3.5L/min |
| 热水流量调节范围 | 0~3.5L/min |
| 水温调节范围 | 0~70℃ |
| 热水箱容积 | 6L |
| 温度传感器 | 4路，T型，温度测量范围：0℃～350℃ |
| 压力传感器 | 4路，压力测量范围：0~150kpa |
| 屏幕尺寸 | 10寸 |
五、适用专业与课程
饱和蒸汽PT实验设备适用于哪些专业
- 能源与动力工程
- 新能源科学与工程
- 土木工程
- 建筑环境与能源应用工程
饱和蒸汽PT实验设备适用于哪些课程
- 工程热力学
- 热工基础
六、设备优势
优势一： 实验过程可视化：锅炉包括一个耐高温耐高压高透明度的玻璃窗。它可以让学生看到容器的内部结构，同时能够观察沸腾的过程和检查水位。
优势二：低维护性：实验所用锅炉选用高性能不锈钢材质，具备优良的抗腐蚀特性。
优势三：测量精度高，配套完整数据采集，满足教学与基础科研。
优势四：理论贴合度高，教学针对性强：装置精准对标工程热力学、传热学核心教学知识点，聚焦饱和蒸汽P-T耦合关系、相变沸腾机理等重难点内容，可直观验证经典热工理论公式，有效解决热工理论抽象、难以理解的教学痛点，完美适配本科基础实验教学大纲要求。
七、FAQ
Q1：本实验装置的核心实验目的是什么？
A：核心目的是测定不同压力下饱和蒸汽的压力与温度对应关系，掌握工质饱和状态的热力特性，直观观测水的沸腾相变过程，验证饱和蒸汽P-T变化规律及克劳修斯-克拉佩龙基础理论，同时熟练掌握热力参数采集、数据处理和特性曲线绘制的实验方法。
Q2：本实验中产生实验误差的主要原因有哪些？
A：主要误差来源包括：一是温度、压力传感器的检测精度误差；二是装置散热导致的热损失，造成局部温度偏差；三是系统压力未完全稳定就读取数据，工况未达到绝对饱和平衡；四是人工读数、数据记录及曲线拟合处理产生的人为误差。
Q3：为什么实验过程中必须等待工况稳定后再采集数据？
A：饱和蒸汽的P-T参数是一一对应的稳态参数，工况波动时工质未达到汽液平衡状态，此时的压力、温度并非真实饱和参数。只有等待压力、温度数值稳定，工质完全进入饱和平衡状态后采集数据，才能保证实验数据真实准确，贴合理论规律。
Q4：本装置实验在工程实际中有哪些应用场景？
A：实验所验证的饱和蒸汽热力规律，广泛应用于火电锅炉、工业蒸汽换热设备、暖通供热系统、化工蒸汽反应装置等工程场景。可为工业蒸汽系统压力、温度参数调控，设备安全运行工况设定，以及热力设备优化设计提供核心理论与实验依据