清华大学热工基础课件工程热力学加传热学6第五章

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1、第五章水蒸气与湿空气5－1水蒸气的产生过程气态工质气体蒸气：远离液态，一般可作为理想气体处理，如空气、燃气。：靠近液态，一般不能作为理想气体处理，如水蒸气、氨蒸气等。水蒸气来源丰富，耗资少，无毒无味，比热容大，传热好，有良好的膨胀和载热性能，是热工技术上应用最广泛的工质。蒸气是由液体汽化而产生的。1液体汽化蒸发沸腾：任何温度下在液体表面进行的汽化现象，温度愈高愈强烈。：沸腾是在给定压力所对应的温度下发生并伴随着大量汽泡产生的汽化现象。pts饱和液体饱和蒸气饱和状态：液面上蒸气空间中的蒸气和液体两相达到动态平衡的状态。饱和压力ps、

2、饱和温度ts：水蒸气：ps＝0.101325MPa，ts=100ºC2pttsv水的定压加热过程：湿饱和蒸气（湿蒸气）的干度xmv-湿蒸气中干饱和蒸气的质量mw-湿蒸气中饱和水的质量未饱和水a饱和水b湿饱和蒸气c干饱和蒸气d过热蒸气e汽化潜热J/kg过热度3水的定压加热过程在p-v图和T-s图上的表示：饱和水线饱和蒸汽线临界点临界状态水的临界状态℃m3/kg45-2水蒸气的状态参数水在临界压力或高于临界压力下定压加热到临界温度时，不存在汽液分界线和汽液共存的汽化过程，再加热就直接成为

3、过热蒸汽。一般情况下，水蒸气的性质与理想气体差别很大,为了便于工程计算，将不同温度和不压力下的未饱和水、饱和水、干饱和蒸汽和过热蒸汽的状态参数列成表或绘成线算图。饱和水与饱和蒸气表分为以温度为序（附录表5）和以压力为序（表6）两种。56未饱和水与过热蒸气表（附录表7）7国际规定，蒸汽表取三相点（即固、液、汽三相共存状态）液相水的热力学能和熵为零。即：p=611.7Pa，v=0.00100021m3/kg,T=273.16K,u=0kJ/kg，s=0kJ/(kg·K)湿蒸汽的状态参数1kg湿蒸汽是由xkg干蒸汽和（1－x）kg饱和水

4、混合而成，注意单位8水蒸气的焓熵图C临界点CA下界线CB上界线定压线定容线定温线定干度线湿蒸汽区的定压线就是定温线。95-3水蒸气的基本热力过程分析目的：分析步骤：了解过程中水蒸气的状态变化规律，确定过程中水蒸气与外界的能量交换。(1)根据给定条件，在h-s图上（或水蒸气表中）查出初态的其它参数值;(2)根据初态和过程特点以及终态的一个参数值，确定终态的其它参数值;(3)根据热力学基本定律，结合过程的特点，计算过程中工质与外界交换的功量与热量。10定容过程：11定温过程：12定压过程：13定熵过程：在热工计算中，遇到最多的是水蒸气

5、的定压过程(如锅炉中水蒸气的产生与冷凝器中水蒸气的凝结)和绝热过程(蒸汽机或汽轮机中水蒸气的膨胀作功过程)。14蒸汽节流测量湿蒸汽的干度：155-4湿空气的性质湿空气：含有水蒸气的空气。干空气：完全不含水蒸气的空气。在干燥、空气调节以及精密仪表和电绝缘的防潮等对空气中的水蒸气特殊敏感的领域，则必须考虑空气中水蒸气的影响。湿空气中水蒸气的分压力很低，可视水蒸气为理想气体。一般情况下，湿空气可以看作理想混合气体。根据道尔顿定律，湿空气的总压力等于水蒸气的分压力与干空气的分压力之和：161.未饱和湿空气与饱和湿空气未饱和湿空气：饱和湿空

6、气：湿空气中的水蒸气未饱和，处于过热状态，湿空气还能吸收水份。湿空气中的水蒸气已饱和，不能再吸收水份。定温吸湿过程1－3172.露点露点：结露：湿空气中的水蒸气分压力pv对应的饱和温度Td称为露点温度，简称露点。定压降温到露点，湿空气中的水蒸气饱和，凝结成水（过程1－2）。结霜：183.绝对湿度、相对湿度和含湿量湿度：湿空气中水蒸气的含量。（1）绝对湿度1m3的湿空气中所含水蒸气的质量称为湿空气的绝对湿度，即湿空气中水蒸气的密度：饱和湿空气的绝对湿度达到最大值水蒸气的气体常数：19（2）相对湿度湿空气的绝对湿度与同温度下饱和湿空气

7、的绝对湿度之比称为湿空气的相对湿度。饱和湿空气干空气未饱和湿空气相对湿度越小，空气越干燥，吸水能力越强；相对湿度越大，空气越湿润，吸水能力越低。20（3）含湿量在湿空气中，与单位质量干空气共存的水蒸气的质量，称为湿空气的含湿量或比湿度。kg/kg(干空气)据理想气体状态方程：214.湿空气的相对分子质量、气体常数及密度干空气的相对分子质量:水蒸气的相对分子质量:湿空气的平均相对分子质量:22湿空气的气体常数湿空气的密度:每立方米湿空气所具有的质量。235.湿空气的焓湿空气的焓：湿空气的比焓：kJ/kg（干空气）工程上，取0C时干

8、空气、饱和水的焓为零，即ha=0、hv=0温度t下干空气和水蒸气的焓分别为温度t下干湿空气的焓为kJ/kg（干空气）246.湿空气的焓－湿图湿空气的焓-湿图是湿空气工程计算的重要工具。（1）定焓线簇h0、h1、h2、h3…（2）定含湿量线簇d1、d