热工与流体力学基础_热工篇 第5章.ppt

第一节  水蒸气的定压发生过程 一、基本概念 例5-1 10kg水处于0.1MPa下时饱和温度ts?99.634℃，当压力不变时，（1）若其温度变为120℃处于何种状态？（2）若测得10kg工质中含蒸汽4kg，含水6kg则又处于何种状态？此时的温度与干度应为多少？ 解：（1）因t?120℃，ts?99.634℃，t＞ts，此时处于过 热蒸汽状态。其过热度为：?ts?t?ts?120?99.634?20.366（℃） （2）10kg工质中既含有蒸汽又含有水，处于汽、液共存状 态，为湿蒸汽，其温度为饱和温度t?ts?99.634℃，其干度为 第二节 水蒸气表和图 t0＝0.01?C，p0＝611.659Pa，v?0＝03∕kｇ， u?0=0kJ/kg；s?0=0kJ/（kg?K） ?ｈ?0＝ u ?0 ＋ p0 v ?0 ＝0.611J∕kg≈0 kJ∕kg 二、水和水蒸气表 例5-2 试判断下列情况下水处于什么状态，并确定其它各参数的值。（1）p?0.1MPa，t?50℃；（2）p?0.5MPa，t?200℃；（3）p?0.8MPa，v=0.22m3/kg；（4）p?1MPa，t?179.916℃。 解：（1）查附表5，p?0.1MPa，ts?99.634℃。而t＜ts， 故第一种情况为未饱和水状态。查附表6，当p?0.1MPa， t?50℃时用线性插值法求得未饱和水的其它参数为 v?03/kg， h?209.405kJ/kg， s?0.70175kJ/（kg?K）， u?h?pv?209.405?0.1?103?0209.304（kJ/kg） （2）查附表5，p?0.5MPa，ts?151.867℃，而t＞ts，故第二种情况为过热水蒸气状态。查附表6，当p?0.5MPa，t?200℃时，过热水蒸气的其它参数为v?0.42487m3/kg，h?2854.9kJ/kg，s?7.0585kJ/（kg?K），u?h?pv?2854.9?0.5?103?0.42487?2642.465（kJ/kg） （3）查附表5，当p?0.8MPa时， v??0.0011148m3/kg，v??0.24037m3/kg； h??721.2kJ/kg，h??2768.86kJ/kg； s??2.0464kJ/（kg?K），s??6.6625kJ/（kg?K） 因为v?0.22m3/kg，介于饱和水与干饱和水蒸气之间，即 v?＜v＜v?， 故第三种情况为湿蒸汽状态。 由式 可得干度 该状态下的其它参数为 tx?ts?170.444℃ hx?h?+x（h??h?）?721.2+0.915?（2768.68?721.2） ?2594.64（kJ/kg） sx? s?+x（s??s?）?2.0464+0.915?（6.6625?2.0464） ?6.2701[kJ/（kg?K）] ux?hx?pvx?2594.64?0.8?103?0.22?2418.64（kJ/kg） （4）查附表5，p?1MPa，ts?179.916℃，t?ts。故第四 种情况是饱和状态，但无法确定是饱和水，干饱和水蒸 气还是湿蒸汽，其余参数也无法确定。 三、水蒸气的焓熵图 四、水蒸气的基本热力过程 例5-3 水蒸气在0.2MPa压力下从150℃定压加热到250℃，试求1kg水蒸气的吸热量、所作的膨胀功及热力学能增量。 解：在h-s图上，由p?0.2MPa的定压线与t1?150℃的定温 线相交得初状态点1，与t2?250℃的定温线相交得终状态点2， 如图5-6所示。查得 h1=2772kJ/kg，v1=1m3/kg h2=2973kJ/kg，v2=1.22m3/kg 吸热量 （kJ/kg） 膨胀功 （kJ/kg） 热力学能增量 （kJ/kg） 例5-4 水蒸气由压力p1?1MPa，温度t1?300℃，可逆绝热膨胀至0.1MPa，试求1kg水蒸气所作的膨胀功和技术功。（分别用h