工程热力学06-水蒸气的热力性质.ppt

1、水蒸气的压容图、温熵图和焓熵图 将定压线上所有汽化完毕的各点连接起来形成另一条曲线 A2 — C ，称为上界线 上界线各点相应于不同压力下的饱和水蒸气，上界线又成为饱和水蒸汽线 上界线又是 x = 1 的定干度线 1、水蒸气的压容图、温熵图和焓熵图 下界线和上界线相交于临界点C，这样就形成了饱和曲线 A1— C —A2 所包围的饱和区，或称为湿蒸汽区 超出饱和区的范围（p pc）便不再有水的定压汽化过程 一点连双线，三区五态含 一点 —— 临界点 双线 —— 饱和水线、饱和水蒸气线 三区 —— 未饱和水区、饱和蒸气（湿蒸气、 两相）区、过热水蒸气区 五态 —— 未饱和水态、饱和水态、湿蒸气 态、饱和水蒸气态、过热水蒸气态 水蒸气热力性质图结构特征规律 演示 水蒸气图中不同区域内的不同定值线的形状是由于内在的物理特性决定的 水的压缩性很小，压容图中，定温线处于下界线左边的线段是很陡的，几乎是垂直线段。 这说明水在定温压缩时，即使压力提高很多，比体积的减小也是不显著的。 水的压缩性很小，定熵消耗的功很少，即使压力提高很多，热力学能也增加级少，温度几乎没有提高。 因此，温熵图中不同压力的定压线处于下界线左边的线段靠得很近，并且几乎都和下界线重合在一起。 在焓熵图中，由于水在定熵压缩后焓的增加也有限，所以这些定压预热线段和下界线还是靠得比较近的。 饱和温度与饱和压力的对应关系及其形状 在饱和区中，定温线同时也是定压线。 在压容图中，定温线处于饱和区中的线段是水平线段（定压线）。 在温熵图中，定压线处于饱和区中线段也是水平线段（定温线）。 在焓熵图中，定压线（定温线）处于饱和区中的线段是不同斜率的斜直线。 第六章 水蒸气的热力性质 6-1 水蒸气的饱和状态 汽化 —— 液体转变为气体的过程 液化 —— 蒸气或气体转变为液体的过程 蒸发 —— 液体表面在任何温度进行的缓慢 汽化过程 饱和状态 是汽化和液化达到动态平衡共存 的状态 液化的微观机制 汽化的微观机制 水蒸气的饱和状态 水蒸气的分子处于紊乱的热运动中。水蒸气的压力愈高，密度愈大，水蒸气分子与水面碰撞愈频繁，在单位时间内进入水面变成水分子的水蒸气分子数也愈多 容器中水的分子也在作不停息的热运动。水的温度愈高，分子运动愈剧烈，在单位时间内脱离水面变成水蒸气的水分子数也就愈多 演示 在一定的温度下，水蒸气的压力总会自动稳定在一定的数值上，这时进入水面和脱离水面的分子数相等，水蒸气和水处于动态平衡状态，也就是饱和状态 饱和状态下的水称为饱和水 饱和状态下的水蒸气称为饱和水蒸气（饱和蒸气） 饱和蒸汽的压力称为 饱和压力ps，与此相应的饱和蒸汽（或饱和液体）的温度称为饱和温度 ts（或Ts） 改变饱和温度，饱和压力也会起相应的变化 一定的饱和温度总是对应着一定的饱和压力；一定的饱和压力也总是对应着一定的饱和温度 饱和温度愈高， 饱和压力也愈高 由实验可以测出饱和温度与饱和压力的关系，如图中曲线AC所示 温度 t tC 时，液相不可能存在，而只可能是气相， tC 称为 临界温度 与临界温度相对应的饱和压力pC称为临界压力 临界温度是最高的饱和温度 临界压力是最高的饱和压力 饱和温度与饱和压力的对应关系适用范围 由临界温度和临界压力确定的状态就是 临界状态 临界状态是汽液两相模糊不清不易区分的状态 临界状态也是最高的饱和状态 临界状态（临界点） 演示 水（或水蒸气）的临界参数值为 压力p pA 时，液相也不可能存在，而只可能是气相或固相 pA — 三相点压力; tA — 三相点温度 三相点压力是最低的汽—液两相平衡的饱和压力 三相点温度是最低的汽—液两相平衡的饱和温度 三相点是汽液固共存的状态， 也是最低的饱和状态。 三相点 水的三相点温度和三相点压力为 水蒸气的饱和温度与饱和压力的对应关系及计算公式 查饱和水蒸气表（参看附表6和附表7） 根据经验公式计算 粗略的经验公式如 ps 单位为atm ；ts 单位为。C 该式只能用于100 。C附近 从三相点到临界点，其结果全部符合1985年国际水蒸气性质骨架表中规定的允差要求 严家騄饱和蒸汽压计算式 6-2 水蒸气的产生过程 水蒸气产生过程动画演示 水蒸气的产生过程 1、未饱和水变成饱和水的定压预热过程 将1kg、0。C的水定压加热到该压力p下的饱和温度ts 时所需加入的热量 q’ 称为水的液体热