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湿饱和蒸汽
一些物质的三相点参数 * 工程热力学课件 华北电力大学(北京) 动力工程系 工程热物理教研室制作 2005年5月 第七章 水蒸气 steam * §7–1 饱和温度和饱和压力? Saturated?temperature?and?Saturated?pressure 一.汽化和液化(vaporization?and?liquefaction) 汽化:由液态到气态的过程 蒸发:在液体表面进行?的汽化过程 液化:由气相到液相的过程 沸腾:在液体表面及内部进行 的强烈汽化过程。 二.饱和状态(Saturated?state) 当汽化速度=液化速度时,系统? 处于动态平衡,宏观上气、液两相? 保持一定的相对数量—饱和状态。 饱和状态的温度—饱和温度,ts(Ts)? 饱和状态的压力—饱和压力,ps? 加热,使温度升高如t,并保持定? 值,系统建立新的动态平衡。与之? 对应,p变成ps。 所以 一一对应,只有一个独立变量,即 * 几个名词:? 饱和液(saturated?liquid)—处于饱和状态的液体:?t=ts? 干饱和蒸汽(dry-saturated?vapor;?dry?vapor?) —处于饱和状态的蒸汽:t=ts 未饱和液(unsaturated?liquid)?—温度低于所处压力下饱和温度的液体:tts 过热蒸汽(superheated?vapor)?—温度高于饱和温度的蒸汽:tts,?t–ts=d称过?热度(degree?of?superheat)。 湿饱和蒸汽(wet-saturated?vapor;?wet?vapor?)?—饱和液和干饱和蒸汽的混合物:t=ts 使未饱和液达饱和状态的途径: * 三.干度--dryness (湿度 y=1–x) x 0 1 饱和液 湿饱和蒸汽 干饱和蒸汽 定义:湿蒸汽中干饱和蒸汽的质量分数,用w或x表示。 四.克拉贝隆-克劳修斯方程 1.吉布斯相律 对于多元(如k个组元)多相(如f个相)元化学反应的热力系,其独立参数,即自由度?n=k–f+2 例:水在液相(或固相、气相)?k=1, f=1,故n=1-1+2,此时压力,温度均可独立变化。水在汽液共存时k=1,f=2,故n=1,此时压力和温度中仅有一个可自由变化。三相点:k=1,f=3 故n=0 ? 水的三相点(triple pint): ? * 2.克—克方程 分别为汽化潜热(heat?of?vaporization)、熔解? 热(heat?of?fusion)和升华热(heat?of?sublimation)。 分析:1)因γ,λ,σ为“+”;T为“+”;故相平衡线? 斜率正负由体积差决定;? 2)三相点处不光滑。 * §7–2 水定压加热汽化过程 一.水定压加热汽化过程 预热 汽化 过热 tts t=ts t=ts t=ts tts 二、水蒸气的p-v图和T-s图 分析水蒸气的相变图线可见,上、下界线表明了水汽化的始末界线,二者统称饱和曲线,它把p-v和T-s图分为三个区域,即液态区(下界线左侧)、湿蒸汽区(饱和曲线内)、汽态区(上界线右侧)。此外,习惯上常把压力高于临界点的临界温度线作为“永久”气体与液体的分界线。所以,水蒸气的相变图线,可以总结为一点(临界点)、二线(上界线、下界线)、三区(液态区、湿蒸汽区、气态区)和五态(未饱和水状态、饱和水状态、湿饱和蒸汽状态、干饱和蒸汽状态、过热蒸汽状态) * 一点:? 临界点? Critical?point 两线 上界限线? 下界限线 三区 液 汽液共存 汽 五态 未饱和水 饱和水 湿蒸汽 干饱和蒸汽 过热蒸汽 重要特征:在湿蒸汽区,定温线和定线重合 “一点、两线、三区、五态” §7–3 水和水蒸气状态参数 水和水蒸气的状态参数可按不同区域,由给出的独立? 状态参数通过实际气体状态方程及其他一般关系式计算? (通常由计算机计算)或查图表确定。 一.零点规定 规定:三相点液态水热力学能及熵为零 可近似为零 在动力工程中水蒸气不宜利用理想气体性质计算 * 二.未饱和水(t,p) 查图表或由专用程序计算 三.饱和水和饱和水蒸气(ps和ts)? 查图表或由专用程序计算。压力不太高时,饱和水的焓可近似计算: 压力不太高时,可近似 四.过热蒸汽(p,t) 查图表或由专用程序计算。 注意:过热蒸汽不可用类似未饱和 水的近似式,因cp变化复杂。 五.湿饱和蒸汽 由ts(或ps)与x共同确定: * §7–4
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