第3节(五) 水蒸气.ppt

* * * 第三节 水蒸气 一 基本概念 二 水蒸气定压发生过程 三 水蒸气表和h-s图 Vapor Steam 第一 基本概念 主题1:汽化和液化 汽化 沸腾： 蒸发： 液态 汽化 气态 液化或凝结 饱和蒸汽 饱和水 主题2:蒸发和沸腾 主题3:饱和温度和饱和压力 相应的温度和压力称为饱和温度（ts）和饱和压力f(Ps)。 饱和状态：当汽化速度等于液化速度时，汽、液两相处于动态平衡，两相平衡的状态就称为饱和状态 。 ts =f(Ps) 在饱和状态下，蒸气称为饱和蒸气，液体为饱和液体。 在任何温度下，发生在液体的自由表面上。 在一定温度下，同时发生在水的表面和内部。 第二节 水蒸气的发生过程 主题1：水蒸气的定压发生过程 容器中装有1kg水 t=ts t=ts t=ts tts 0℃ p v T s a b a b c d d c e e a b c d e 未饱和水（过冷水）：a～b，tts 过冷度?t=ts-t。p、T 是独立的状态参数。　　　　　　　　　　　　　　　　 过热蒸汽：e，tts , 过热度?t=t-ts , p、T是独立的状态参数。 p v T s a b a b c d d c e e 五个状态 饱和水：b， t =ts ，p、T 不是独立的状态参数。 干饱和蒸汽：d，t=ts ，p、T 不是独立的状态参数。　　　　　　　　　　　　　　　　 湿蒸汽：c，饱和水和饱和蒸汽的混合物 t = ts ， p、T 不是独立的状态参数。 　　干度x：1kg湿蒸汽中含xkg的饱和蒸汽，(1-x)kg饱和水。　　　　　　　　　　　　　　　 2）定压汽化阶段b-c-d：饱和水→干饱和蒸汽，既是定压又是定温的相变加热过程。 p v T s a b a b c d d c e e 三个阶段 1kg饱和水→干饱和水蒸气所需的热量称为比汽化潜热。 1）定压预热阶段a-b：未饱和水→饱和水。 3）定压过热阶段d-e：饱和蒸汽→过热蒸汽。 将0℃的水加热变为过热水蒸气所需的热量，等于液体热、汽化潜热与过热热量三者之和。整个水蒸气定压发生过程及各个阶段中的加热量，均可用水和水蒸气的焓值变化来计算。 比液体热： 比汽化潜热： 比过热量： 主题2:水蒸气的p-v图和T-s图 C C x=0 x=0 x=1 x=1 p 0 v s T 0 湿蒸汽区 湿蒸汽区 过热蒸汽区 过热蒸汽区 未饱和水区 未饱和水区 1、一点二线三区五态。 2、当压力升高时，饱和温度随之升高，汽化过程缩短，比汽化潜热减少，预热过程变长，比液体热增加。 3、饱和水的比容随压力的升高略有增加，而饱和蒸汽的比体积则随压力的升高明显的减小。 4、临界点上的比汽化潜热为零，即汽化在一瞬间完成。 水的临界参数 pc=22.115MPa tc=374.12℃ vc=0.003147m3/kg 第三 水蒸气表和h-s图 水蒸气的热力性质比较复杂，用水蒸气状态方程式计算比较困难。水蒸气的热力性质表和相应的图线，提供了计算所需的各种状态下水蒸气参数的详尽数据。 工程中只需计算水蒸气u、h、s的变化量，因此可任选一个基准点。国际会议规定，水蒸气热力性质表和图以三相点状态的液相水为基准点编制。水的三相点的参数为 p＝0.6112 kPa， v＝0m3/kg T＝273.16?K 此状态下液相水的内能和熵被规定为零，即 u0.01＝0 kJ/kg， s0.01＝0 kJ/(kg K) 而其焓值为 h0.01＝u0.01+pv ＝0 kJ/kg+0.611 2 kPa×0.001 000 22 m3/kg ＝0.000 611 kJ/kg≈0 kJ/kg 工程上视其为零。 饱和水与饱和水蒸气表、未饱和水与过热蒸汽表 一、饱和水与饱和水蒸气表 1. 按温度排列，附表3 t?ps、v′、h′、s′、v〞、h〞、s〞 2. 按压力排列，附表4 p?ts、 v′、h′、s′、v〞、h〞、s〞 湿蒸汽： v′、h′、s′ v〞、h〞、s〞 x 二、未饱和水与过热水蒸气表 t、p ? v、h、 s u=h-pv 主题1:水和水蒸气表 h-s图的结构：C—临界点，x＝0线，x＝1线；定压线、定温线和定容线，在饱和区内还有定干度线。 饱和区内，p＝c，所以定压线为一簇斜率不同的直线。在过热区，随着温度的增高，定压线趋于陡峭。 主题2:水蒸气h-s图 定压线—在h-s图上呈发散分布。由Tds＝dh-vdp可知，定压线在h-s图