工程热力学第七章-水蒸气.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 水蒸气,水和水蒸气是实际气体的代表,水蒸气,在空气中含量极小，当作,理想气体,一般情况下，为,实际气体,，使用图表,18世纪，蒸气机的发明，是唯一工质,直到内燃机发明，才有燃气工质,目前仍是火力发电、核电、供暖、化工的工质,优点:,便宜，易得，无毒，,膨胀性能好，传热性能好,是其它实际气体的代表,第一节 水的相变及相图,物质的聚集状态：气态、液态、固态,水的聚集状态：水蒸气、水、冰,水的三态转换间的过程：,融解和凝固过程,蒸发和凝结过程,升华和凝华过程,水和一般物质的三相图,三相线和临界点,三相点：固、液、气三态共存的状态,每种物质三相点的压力和温度是定值,水的三相点和临界点状态：,三相点：,临界点：,水的热力学面,热力学面：,以,p,v,T,表示的物质各种状,态的曲面。,区域划分：,六个区：三个单相区,三个两相区,饱和线、三相线和临界点,p,v,饱和气线,三相线,饱和液线,饱和固线,T,临界点,四线：,一点：,思考题,没有。t374.16,有,3.有没有500C的水？,1.溜冰冰刀原理,2.北方冬天晾在外边的衣服，是否经过液相,4.有没有-3,的蒸汽？,5.一密闭容器内有水的汽液混合物，对其,加热，是否一定能变成蒸汽？,汽化的二种形式,汽化:,由液态变成气态的物理过程,(不涉及化学变化),形式：,提高液体温度、增加蒸发表面积和加速液面通风都将提高蒸发速度,沸腾：,表面和液体内部同时发生的汽化,只能在达到沸点温度时才会发生,(气体和液体均处在饱和状态下),蒸发：,汽液表面上的汽化，任何温度下,相关概念：,饱和状态（封闭容器）,饱和压力、饱和温度,饱和蒸汽、饱和水,湿饱和蒸汽,干饱和蒸汽,饱和状态,饱和状态：汽化与凝结的动态平衡,饱和温度,T,s,饱和压力,p,s,一一对应,放掉一些水，,T,s,不变，,p,s,？,T,s,p,s,p,s,=1.01325bar,T,s,=100,青藏,p,s,=0.6bar,T,s,=85.95,高压锅,p,s,=1.6bar,T,s,=113.32,第二节 水蒸气的定压发生过程,一、水蒸气的定压发生过程,三个阶段：,定压预热阶段,饱和水定压汽化阶段（汽化潜热）,干饱和蒸气定压过热阶段（过热度）,五种状态：,未饱和水,饱和水,湿蒸汽,干饱和蒸汽,过热蒸气,二、水蒸气的,p-v,图与,Ts,图,一点，二线，三区，五态,干度和湿度,对干度,x,的说明：,x=,0 饱和水,x=,1,干饱和蒸气,0,x,1,在过冷水和过热蒸汽区域，,x,无意义,第三节 水蒸气表和焓-熵(,h-s,)图,一、水蒸气参数计算,（1）表的出处和零点的规定,出处：,表依据1963年第六届国际水和水蒸气会议发表的国际骨架表编制，尽管IFC（国际公式化委员会）1967和1997年先后发表了分段拟合的水和水蒸气热力性质公式，但工程上还主要依靠图表。,焓、内能、熵零点的规定,：,原则上可任取零点，国际上统一规定。,但 原则上不为0，对水：,水的三相点,（2）,温度为0.01,C、压力为p的未饱和水,不同压力下水的比容可以近似地认为相等,温度相同、比容相同，则内能和熵也相同，为零,当压力不太高时，焓也近似认为相同,不同压力下，,0.01,C的未饱和水状态点在,T-s,图上都近似地重合,T-s,图上，不同压力下水的定压预热过程线近似落在下界线上,（3）温度为t,s,C、压力为p的饱和水,0.01,C的水在定压,p,下加热至,t,s,C成为饱和水，所加入的热量称为液体热,（4）,压力为p的干饱和蒸汽,（5）,压力为p的湿饱和蒸汽,（6）,压力为p的过热蒸汽,二、水蒸气表,1.饱和水与饱和水蒸气表,分别用温度和压力为独立比变量,2.未饱和水与过热蒸气表,查表举例,查表时先要确定在五态中的哪一态。,例.1,已知：,p,=1MPa,试确定,t,=100,200,各处于哪个状态,各自,h,是多少？,t,s,(,p,)=179.88,t=100 t,s,过热蒸汽,h=,2827.5kJ/kg,三、水蒸气的焓熵图,h,s,C,p,x,=1,x,=0,p,C,热力学关系式,定压线斜率,定容线斜率,定温线斜率,在定容过程中,饱和蒸汽气化过程中,过热蒸气区,过热度越大，越接近于理想气体,定干度线：,在湿蒸汽区，将个定压线（定温线）上相应的等分点相连，就可得出,x,=const的定干度线,x=,0,饱和液体线,x=,1,饱和蒸汽线,第四节 水蒸气的基本热力过程,分析蒸汽热力过程的一般步骤：,用蒸汽图表由初态的两个已知参数求其它参数；,根据提示的过程性质，如压力不变、容积不变、温度不变和绝热（可逆绝热即为熵不变）等，加上另一个终态参数即可在图上确定进行的方向和终态，并读得终态参数；,根据以求得的初、终态参数，应用热力学第一和第二定律等基本方程计算,q,、,w,；,一、定压过程,q,=,hh,2,h,1,w,t,=0,3,4,2,p,v,1,二、定容过程,实际设备中不常见,1,2,p,v,1,T,s,h,s,p,T,2,1,2,v,p,v,三、定温过程,p,v,实际设备中很少见,T,C,T,c,T,远离饱和线，接近于理想气体,测量干度的装置,湿蒸汽干度测定示意图,四、绝热过程,p,1,2,p,v,p,2,不可逆过程：,1,2,可逆过程：,s,1 2,1,2,q,=,0,q,=,0,2,1,2,T,s,不可逆过程：,可逆过程：,s,p,1,p,2,