在工业生产和日常生活中,使用蒸汽进行加热和加湿的应用十分广泛,许多换热设备使用蒸汽加热,蒸汽加湿也被用广泛使用于很多对湿度严格要求的地方。目前的电加热产生过热蒸汽的方法有:将一个或多个加热器直接放入装有液体的容器中,将过冷的液体加热产生饱和或过热蒸汽。这种方式的一个主要缺点是加热时间长、容器体积大,容器中大量的过冷水从液态加热到饱和状态的过程通常十分缓慢。在一些应用里,为了立即产生蒸汽,液体一直被加热保持在饱和状态,损失大量热量而导致额外的能源消耗。另外,还有微波加热及红外加热等方法。在这些方法中,还存在使用红外和微波等成本增加以及供水需要水泵的问题。人们希望能够利用结构简单、体积小的装置在瞬间产生饱和或过热蒸汽。在本文中,利用加热含水的多孔结构体快速产生蒸汽,设计了新型的小型化的高速蒸汽发生装置和加湿装置,可以使过冷的液体迅速蒸发,并且减小容器体积。装置的主体为多孔结构体,采取不同形式的热源,将热源与多孔结构体紧贴。液态过冷水通过毛细作用进入多孔结构体内,靠近热源的多孔表面附近的液体温度会迅速上升,并在很短的时间内达到沸点,随后迅速蒸发。由于多孔材料内部的毛细作用,过冷液体被不断地从容器中供应至蒸发面。热源和多孔体的各种细小的空隙可以使产生的蒸汽从加热表面快速逸出,使热源与多孔体表面能始终保持高的传热率。此外,装置仅在需要蒸汽时通电,减少了额外的能源消耗。实验研究了蒸汽发生装置中不同多孔体的材料和尺寸、不同环境温度对装置性能的影响,测量了蒸汽发生装置中多孔体内部靠近热源不同位置处的温度变化、产生蒸汽的时间、蒸汽的产生速率和能量的利用率,计算了单位体积多孔体产生蒸汽量、加热电堆需要的多孔体体积。实验研究了加湿装置中不同多孔材料、不同进气速率的影响,测量了加湿装置的精确度和加湿效果。