工程熱力學(xué)：水蒸氣性質(zhì)2013

1、第三章氣體和蒸汽性質(zhì)渦輪泵冷凝器鍋爐1342蒸汽動(dòng)力循環(huán)示意41122334加熱膨脹放熱壓縮純物質(zhì)與混合物 H2O純物質(zhì)：無(wú)相變的混合物可視為純物質(zhì)（如干Air）只有一種化學(xué)成分CO2混合物：由純物質(zhì)組成 干（濕）Air純物質(zhì)的 p-v-T關(guān)系固-液臨界點(diǎn)液-氣氣固-氣固液三相線等壓線等溫線水 H2O二氧化碳 CO2實(shí)際氣體離液態(tài)較近時(shí)稱蒸氣,否則稱氣體內(nèi)參數(shù)和物種有關(guān)熱力學(xué)面第三章 氣體和蒸汽性質(zhì)3-1 概述3-2 比熱和熵的定義3-3 理想氣體模型3-4 理想氣體的狀態(tài)參數(shù)計(jì)算3-5 相平衡與相變3-6 水的 p-v-T關(guān)系3-7 水的狀態(tài)參數(shù)計(jì)算相平衡與相變物態(tài)：構(gòu)成物質(zhì)分子的聚集態(tài)：氣

2、態(tài) 液態(tài) 固態(tài)相：在熱力學(xué)平衡態(tài)下，化學(xué)物理性質(zhì)相同 的均勻物質(zhì)的聚集態(tài)（固態(tài)可能有多相（石墨、金剛石）相變：一相變?yōu)榱硪幌嗟倪^(guò)程.固-液：溶解、凝固液-氣：汽化、凝結(jié)（液化）固-氣：升華、凝華汽化蒸發(fā)沸騰相平衡態(tài) 當(dāng)汽化速度=液化速度時(shí)，系統(tǒng)處于動(dòng)態(tài)平衡相平衡態(tài)(飽和狀態(tài))。飽和狀態(tài)的溫度飽和溫度，ts飽和狀態(tài)的蒸汽壓力飽和壓力，ps相平衡態(tài) 加熱，使溫度升高如 ts，保持定值，系統(tǒng)建立新的動(dòng)態(tài)平衡。與之對(duì)應(yīng)，p 變成 ps。一一對(duì)應(yīng)，只有一個(gè)獨(dú)立變量 t/ 02050100120150p/ MPa0.0 006 1120.0 023 3850.0 123 4460.1 013 3250.

3、198 4830.47 571克拉貝隆方程（P228）汽化潛熱飽和汽飽和液水的定壓加熱汽化實(shí)驗(yàn)固-液臨界點(diǎn)液-氣氣固液三相線等壓線等溫線水 H2O固-汽t tst = tst tst = tst = ts水的定壓加熱汽化實(shí)驗(yàn)結(jié)果ppTs過(guò)熱度T = T-Ts過(guò)冷水（未飽和水）飽和水干飽和蒸汽過(guò)熱蒸汽濕飽和蒸汽壓縮性大于熱脹性壓縮性小于熱脹性固-液臨界點(diǎn)液-氣氣固液三相線等壓線等溫線水 H2O固-汽超臨界流體濕飽和蒸汽（濕蒸汽）的狀態(tài)x01飽和水濕飽和蒸汽干飽和蒸汽濕蒸汽中干飽和蒸汽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)折合（平均）比參數(shù)干度水的相區(qū)分布 TcTcpc一點(diǎn)臨界點(diǎn)Critical point兩線飽和水線飽和汽

4、線三區(qū)過(guò)冷水區(qū)濕蒸汽區(qū)過(guò)熱蒸汽區(qū)五態(tài)過(guò)冷水飽和水濕蒸汽飽和汽過(guò)熱汽pc固-液臨界點(diǎn)液-氣氣固液三相線等壓線等溫線水 H2O固-汽超臨界流體物質(zhì)的臨界點(diǎn)146.1 概述相圖氣固液汽三相點(diǎn)克拉貝隆(飽和線)方程（P228）熔解熱凝固體積膨脹凝固體積縮小升華線三相點(diǎn)(水)汽化線超臨界流體汽化潛熱升華熱可求汽化潛熱熔解線固-液臨界點(diǎn)液-氣氣固液三相線等壓線等溫線水 H2O固-汽超臨界流體三相點(diǎn)p =常數(shù)（足夠小）3-7 水的狀態(tài)參數(shù)計(jì)算3-7 水的狀態(tài)參數(shù)計(jì)算三相液點(diǎn)12pp3-7 水的狀態(tài)參數(shù)計(jì)算三相液點(diǎn)34pp3-7 水的狀態(tài)參數(shù)計(jì)算三相點(diǎn)56pp固、液零點(diǎn)規(guī)定可近似為零固-液臨界點(diǎn)液-氣氣固液三

5、相液點(diǎn)水 H2O固-汽規(guī)定三相點(diǎn)熱力學(xué)能及熵為零水蒸氣的T s圖 水在液相 定干度線焓熵圖定壓線 定溫線定容線 定干度線焓熵圖pcpTTc定壓線分析焓熵圖pcpTTc定溫線分析理想氣體定溫線等于定焓線（水平線）飽和氣線處定溫線與定壓線相相切未飽和水和過(guò)熱蒸汽表(表3-7)p0.001 MPa0.005 MPa0.01 MPa飽和參數(shù)ts=6.949 v=0.001 000 1, v”=129.185h=29.21, h”=2513.3s=0.105 6, s ”=8.9735ts=32.879 v=0.001 005 3, v”=28.191h=137.72, h”=2 560.6s=0.47

6、61, s”=8.3930ts=45.799 v=0.001 010 3, v”=14.673h=191.76, h”=2583.7s=0. 649 0, s”=8.1481tvhsvhsvhsm3/kgkJ/kgkJ/(kgK)m3/kgkJ/kgkJ/(kgK)m3/kgkJ/kgkJ/(kgK) 00.0010002-0.05-0.00020.00100020.0010003-0.05-0.00020.0010002-0.04-0.000210130.5982519.08.993842.010.15100.001000342.010.151020135.2262537.79.05880.

7、001001883.870.29630.001001883.870.296340144.4752575.29.182328.8542574.08.43660.001009167.510.572350149.0962593.99.241229.7832592.98.496114.8692591.88.173260153.7172612.79.298430.7122611.88.553715.3362610.88.231380162.9562650.39.408032.5662649.78.663916.2682648.98.3422100172.1922688.09.512034.4182687

8、.58.768217. 1962686.98.4471120181.4262725.99.610936.2692725.58.867418.1242725.18.5466飽和水和干飽和蒸汽表(表3-6) 已知水蒸氣的壓力為p = 0.5 MPa，比體積v = 0.35 m3/kg問(wèn)這是不是過(guò)熱蒸汽？如果不是，那么是飽和蒸汽還是濕蒸汽？用水蒸氣表求出其他參數(shù)。解：所以該水蒸氣不是過(guò)熱蒸汽而是飽和濕蒸汽利用水蒸氣表3-6，p = 0.5 MPa時(shí)0.5 MPa例:返回0.5 MPa返回0.5 MPa返回 已知水蒸氣的壓力為 p = 0.5 MPa，問(wèn) 何狀態(tài)？0.5 MPa作業(yè)習(xí)題 p95 322，324思考題 p93 3