工程熱力學(xué)-課件-第七章-水蒸氣

第七章水蒸氣7-1飽和溫度和飽和壓力水的相變過程汽化：水由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程稱為汽化蒸發(fā)：在水表面進(jìn)行的汽化過程稱為蒸發(fā)沸騰：在水表面和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行的強(qiáng)烈汽化過程稱為沸騰凝結(jié)：水由氣相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟倪^程稱為凝結(jié)第七章水蒸氣7-1飽和溫度和飽和壓力1飽和狀態(tài)飽和狀態(tài)：液態(tài)水和蒸汽處于動態(tài)平衡的狀態(tài)處于飽和狀態(tài)的蒸汽稱為飽和蒸汽，液態(tài)水稱為飽和水飽和狀態(tài)時(shí)的溫度稱為飽和溫度，蒸汽壓力稱為飽和壓力克拉貝隆-克勞修斯方程描述了飽和狀態(tài)下飽和壓力和飽和溫度之間的關(guān)系飽和狀態(tài)2水的相圖及三相點(diǎn)三相點(diǎn)：三條相平衡曲線的交點(diǎn)稱為三相點(diǎn)，三相點(diǎn)的自由度為零水的三相點(diǎn)的平衡壓力和溫度分別是ptp=611.659Pa,Ttp=273.16K(ttp=0.01℃)三相點(diǎn)液相比體積vtp'=0.00010021m3/kg水的相圖及三相點(diǎn)3工程熱力學(xué)-ppt課件-第七章-水蒸氣47-2水的定壓加熱汽化過程水的定壓汽化過程水的定壓沸騰汽化：過冷水→飽和水→濕飽和蒸汽→干飽和蒸汽→過熱蒸汽液體熱ql：水在定壓下從未飽和狀態(tài)加熱到飽和狀態(tài)稱為預(yù)熱階段，所需的熱量為液體熱汽化潛熱γ：由飽和水定壓加熱為干飽和蒸汽所需的熱量為汽化潛熱過熱熱qsup：過熱過程中蒸汽吸收的熱量稱為過熱熱干度：在1kg濕蒸汽中含有xkg飽和蒸汽，飽和水為(1-x)kg7-2水的定壓加熱汽化過程5工程熱力學(xué)-ppt課件-第七章-水蒸氣6過熱度：過熱蒸汽的溫度超過飽和溫度之值稱為過熱度水的臨界壓力、臨界溫度、臨界比體積

pcr=22.064MPa,Tcr=373.99℃vcr=0.003106m3/kg水的定壓汽化過程在p-v及T-s圖上的表示三個(gè)區(qū)：過冷水區(qū)、濕蒸汽區(qū)和過熱蒸汽區(qū)兩條線：飽和水線和飽和蒸汽線五個(gè)狀態(tài)：過冷水、飽和水、濕飽和蒸汽、干飽和蒸汽和過熱蒸汽過熱度：過熱蒸汽的溫度超過飽和溫度之值稱為過熱度7工程熱力學(xué)-ppt課件-第七章-水蒸氣8工程熱力學(xué)-ppt課件-第七章-水蒸氣97-3水和水蒸汽的狀態(tài)參數(shù)零點(diǎn)的規(guī)定選定水的三相點(diǎn)，即273.16K的液相水作為基準(zhǔn)點(diǎn)，規(guī)定該點(diǎn)狀態(tài)下的液相水的熱力學(xué)能和熵為零

對于t0=ttp=0.01℃,p0=ptp=611.659Pa的飽和水u0'=0kJ/kg,s0'=0kJ/(kg·K)v0'=0.00100021m3/kg,h0'=0kJ/kg溫度為0.01℃、壓力為p的過冷水對于過冷水v0≈0.001m3/kg,u0=0kJ/kgh0≈0kJ/kg,s0≈0kJ/(kg·K)7-3水和水蒸汽的狀態(tài)參數(shù)10溫度為t、壓力為p的飽和水0.01℃的水在定壓p下加熱至ts的飽和水所需液體熱

當(dāng)水的溫度小于100℃時(shí)，cp≈4.1868kJ/(kg·K)當(dāng)壓力與溫度較高時(shí)，上兩式不適用

溫度為t、壓力為p的飽和水11壓力為p的干飽和蒸汽加熱飽和水至壓力為p、溫度為ts的干飽和蒸汽汽化潛熱為h'隨ts及p的增大而增大，γ則反之（見圖7-6）壓力為p的干飽和蒸汽12壓力為p的濕飽和蒸汽濕蒸汽的壓力與溫度為飽和壓力和飽和溫度，h、s、u、v的值均介于飽和水和飽和蒸汽各相應(yīng)參數(shù)之間p不太大時(shí)，

或或

壓力為p的濕飽和蒸汽13壓力為p的過熱蒸汽一定壓力下的過熱蒸汽t、v、h、s、u均大于同壓力下飽和蒸汽的相應(yīng)數(shù)值過熱度△t=t–ts過熱熱量壓力為p的過熱蒸汽147-4水蒸汽表和圖水蒸汽表飽和水和干飽和蒸汽表按溫度排列，列出ps、v'、v"、h'、h"、γ、s'、s"按壓力排列，列出ts、v'、v"、h'、h"、γ、s'、s"u=h-pv未飽和水和過熱蒸汽表以溫度和壓力為獨(dú)立變數(shù)，列出未飽和水和過熱蒸汽的v、h、su=h-pv7-4水蒸汽表和圖15工程熱力學(xué)-ppt課件-第七章-水蒸氣16工程熱力學(xué)-ppt課件-第七章-水蒸氣17T-s圖水蒸汽的T-s圖（見圖7-7）由界限曲線劃分為濕區(qū)和過熱區(qū)，有定干度線、定壓線、定容線和定熱力學(xué)能線可據(jù)任意兩個(gè)已知狀態(tài)參數(shù)求得其它各參數(shù)h=u+pvh-s圖水蒸汽的h-s圖（見圖7-8）可用于計(jì)算水蒸汽循環(huán)中的功、熱量及熱效率濕蒸汽區(qū)（濕區(qū)）有定壓線和定干度線過熱蒸汽區(qū)（過熱區(qū)）有定壓線和定溫線T-s圖18工程熱力學(xué)-ppt課件-第七章-水蒸氣19工程熱力學(xué)-ppt課件-第七章-水蒸氣207-5水蒸汽的基本過程利用圖表分析計(jì)算水蒸汽的狀態(tài)變化過程根據(jù)初態(tài)的兩個(gè)已知參數(shù)，(p,t)或(p,x)、(t,x)從表或圖中查得其它參數(shù)根據(jù)過程特征及一個(gè)終態(tài)參數(shù)確定終態(tài)，再從表或圖上查得其它參數(shù)根據(jù)已求得的初、終態(tài)參數(shù)計(jì)算q、△u及w定容過程（v=定值），7-5水蒸汽的基本過程21定壓過程（p=定值），

或定溫過程（T=定值），定熵過程（可逆絕熱過程，s=定值），定壓過程（p=定值）22水蒸汽從初態(tài)(p1,t1)定壓冷卻到終態(tài)(p1,x2)的定壓過程水蒸汽從初態(tài)(p1,t1)可逆絕熱膨脹到p2的過程水蒸汽的絕熱過程寫成pvk=定值的形式

取過熱蒸汽的k=1.3干飽和蒸汽的k=1.135濕蒸汽的k=1.035+0.1x此法計(jì)算誤差很大水蒸汽從初態(tài)(p1,t1)定壓冷卻到終態(tài)(p1,x2)的定壓23工程熱力